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焊接接材料中提鎳和保護氣體中加氮

由于焊接熱循環的作用,自熔焊時(或填充金屬成分和母材相同)焊縫金屬的鐵素體量急劇增加,甚至出現純鐵素體組織,導致氮化物和二次奧氏體的析出,反應在性能上是韌性和耐腐蝕性的下降。為抑制焊縫鐵素體的過量增加,采用奧氏體占優勢的焊縫金屬是當代雙相不銹鋼焊接的主要趨勢,其優點有:細化晶粒,減少氮化物的析出,提高塑韌性和耐腐蝕性,增強抗裂紋能力,減少多層焊時上下各層組織的不均勻性等。一般均采取在焊接材料中提鎳或是加氮兩條途徑,而采用降低Cr當量的辦法,由于使用性能大幅度下降是不可取的通常焊接材料中的鎳量比母材要提高2%~4%,例如:采用

22.8.3L焊絲和22.9.3LR(鈦型)焊條來焊接SAF2205鋼,又采用25.10.4L焊絲和25.10.4LR焊條來焊接SAF2507鋼。但是填充金屬中過高的鎳也不必要,這樣有可能使單一鐵素體凝固模式轉變成鐵素體奧氏體凝固模式,致使元素偏析,塑性下降;又當焊縫金屬的鎳量過高,尤其在大截面多道焊時,來自母材的稀釋較小,造成鐵素體量較低(20%~25%),焊縫強度下降,而少量的鐵素體中又會集中較多的鉻和鉬,增加了金屬間相的析出傾向另一條途徑是用含氮的焊接材料,近年又發展在保護氣體中加氮,后者尤其在用純氬作保護氣體焊接(如GTAW、GMAW)時,避免表面層焊縫金屬的氮損失很有效。

用含氮的填充材料比只提鎳的填充材料效果更好,兩種元素都可以增加奧氏體相的比例并使其穩定,但加氮不僅能夠延緩金屬間相的析出,而且還可提高焊縫金屬的強度和耐孔蝕性能,反之,若是只用提鎳代替氮,盡管增加了奧氏體的數量,但由于稀釋了奧氏體相中的氮,反而會使焊縫金屬的耐孔蝕性能下降在保護氣體中加氮也是增加焊縫金屬含氮量的一種方法,瑞

典已在工業上采用223,但應用還不普遍。

目前采用的填充材料一般都是在提高鎳的基礎上,再加入與母材含量相當的氮,控制焊縫金屬的奧氏體量為60%~709%m為防止焊縫表面區域因擴散而損失氮,通常在氬氣保護氣體中加入2%N2(GTAW)。

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