隨著化工、電力及原子能等工業(yè)的發(fā)展，不銹鋼與碳鋼、低合金鋼等材料之間的焊接，以及不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接等，即所謂異種鋼的焊接，正日益為人們所關(guān)注。正確選擇藥芯焊絲是異種鋼焊接的關(guān)鍵。
一、焊接問題與基本原則
異種鋼焊接的問題主要是焊縫金屬成分的稀釋及顯微組織的變化引起的。這些變化會對焊接接頭的性能產(chǎn)生諸多不良影響。
一般要考慮以下基本原則：
1、保證焊接接頭的使用性能，即保證焊縫金屬過渡區(qū)、熱影響區(qū)等接頭區(qū)域具有良好的力學(xué)性能和綜合性能。
2、保證焊接接頭具有良好的焊接性能，即在接頭區(qū)域不能出現(xiàn)熱裂紋、冷裂紋及其他超標(biāo)的焊接缺陷。
3、保證焊縫金屬具有所要求的綜合性能，如耐蝕性、耐熱性、熱強(qiáng)性及抗氧化性等。
4、在焊接工藝(如焊前預(yù)熱或焊后熱處理)受到限制時(shí)，要合理選擇鎳基合金或奧氏體不銹鋼，以提高焊縫金屬的塑性和韌性。
5、異種鋼焊接時(shí)，藥芯焊絲的選用通常是就高不就低，即藥芯焊絲成分盡可能接近高成分的母材一方。如碳鋼、低合金鋼與不銹鋼焊接時(shí)，要選用不銹鋼藥芯焊絲；鉻不銹鋼與鉻鎳不銹鋼焊接時(shí)，要選用鉻鎳不銹鋼藥芯焊絲。
二、藥芯焊絲選用指南
1、碳鋼、低合金鋼與鉻不銹鋼焊接
碳鋼、低合金鋼與鉻不銹鋼焊接時(shí)，可選用鉻不銹鋼焊材或鉻鎳不銹鋼焊材。當(dāng)?shù)秃辖痄撆c Cr12% 型鋼焊接時(shí)，采用低合金鋼焊材易在熱影響區(qū)產(chǎn)生裂紋，而鉻不銹鋼焊材能基本避免。由于電弧攪拌作用，焊接接頭過渡層在焊后冷卻過程中會產(chǎn)生淬硬的馬氏體組織。因此，這類異種鋼焊接不僅需要預(yù)熱，還需要焊后緩冷或及時(shí)進(jìn)行回火處理。若無法進(jìn)行預(yù)熱或回火處理，宜選用奧氏體不銹鋼焊材。
2、鉻不銹鋼與鉻鎳不銹鋼焊接
鉻不銹鋼與鉻鎳不銹鋼焊接的工藝，和低合金鋼與鉻不銹鋼焊接工藝基本相同。藥芯焊絲的選用原則上既可以采用鉻不銹鋼藥芯焊絲（如 G202、H0Cr14 等），也能采用各種鉻鎳奧氏體不銹鋼藥芯焊絲。鑒于奧氏體不銹鋼藥芯焊絲對焊接工藝適應(yīng)性強(qiáng)，即便熔合比大，過渡區(qū)仍能保持與熔敷金屬相近的微觀組織，具備較好的抗裂性能和塑韌性，所以實(shí)際生產(chǎn)中一般選用奧氏體不銹鋼藥芯焊絲。為防止碳的擴(kuò)散遷移，還可采用鎳基合金藥芯焊絲。
3、碳鋼、低合金鋼與奧氏體不銹鋼焊接
碳鋼、低合金鋼與奧氏體不銹鋼焊接是最為常見的異種鋼焊接，其產(chǎn)品使用環(huán)境復(fù)雜，有的在低溫環(huán)境，有的在高溫環(huán)境，有的要求耐腐蝕，有的要求耐疲勞。選擇不銹鋼焊材時(shí)，需考慮以下問題：
-
焊縫金屬成分稀釋：成分稀釋會影響焊縫性能。
-
熔合區(qū)的塑性：焊縫金屬靠近低合金鋼一側(cè)，熔合區(qū)附近存在 0.2 - 0.6mm 的低塑性帶，其中的馬氏體組織會降低接頭塑韌性。
-
碳的擴(kuò)散遷移：可能導(dǎo)致接頭在熔合區(qū)發(fā)生脆性斷裂。
-
熱應(yīng)力及其影響：熱應(yīng)力會對焊接接頭產(chǎn)生不良作用。
碳鋼、低合金鋼與奧氏體不銹鋼焊接時(shí)，必須選用奧氏體不銹鋼藥芯焊絲。若選用低合金鋼藥芯焊絲，由于奧氏體鋼的稀釋作用，焊縫金屬會形成馬氏體而脆化并引發(fā)裂紋。若選用 18 - 8 型焊材，因低成分側(cè)母材的稀釋作用，焊縫金屬會產(chǎn)生一定量馬氏體組織，抗裂性能較差。一般選用 24 - 13 型焊材，焊縫金屬為奧氏體+少量鐵素體組織，抗裂性能好，應(yīng)用廣泛。實(shí)際工作中，應(yīng)依據(jù)接頭的具體材料和使用環(huán)境，確定焊縫金屬的化學(xué)成分和組織，利用已知的熔合比和不銹鋼組織狀態(tài)圖，來選擇合適的不銹鋼藥芯焊絲。
