如何进行珠光体钢与奥氏体不锈钢的焊接

    答：珠光体钢与奥氏体不锈钢的焊接主要有以下几个问题：

   (1)焊缝的稀释。焊接珠光体钢和奥氏体钢时，焊缝中熔入的珠光体钢将对焊缝金属的合金产生稀释作用。其结果使焊缝金属的成分、组织与两侧母材金属都有很大差异，严重时，焊缝中将出现马氏体组织，使接头性能恶化。

   (2)过渡层。事实上，当母材金属与填充金属材料均匀混合的情况下，珠光体钢母材金属对整个焊缝的稀释作用，这种相互混合的程度，在熔池内部和熔池边缘是不相同的。在熔池边缘，液态金属温度较低，流动性较差，在液态停留时间较短。由于珠光体钢与奥氏体填充金属材料的成分相差悬殊，在熔池边缘上，熔化的母材金属与填充金属就不能很好的熔合，结果在珠光体钢这一部分焊缝金属中，珠光体钢母材金属所占的比例较大，所以在紧靠珠光体钢一侧熔合线的焊缝金属中会形成和焊缝金属内部成分不同的过渡层。离熔合线越近，珠光体钢的稀释作用越强烈，过渡层中含铬、镍量也越少。因此，其铬当量和镍当量也相应减少。过渡层出现高硬度马氏体脆性层可导致熔合区破坏，降低结构的可靠性。

   (3)扩散层。在由奥氏体不锈钢和珠光体钢组成的焊接接头中，由于珠光体钢的含碳量较高．但合金元素较少，而奥氏体不锈钢则相反，这样在珠光体钢一侧熔合区两边形成了碳浓度差。当接头在温度高于350~400℃长期工作时，熔合区便出现明显的碳扩散，即碳从珠光体钢母材金属通过熔合区向奥氏体焊缝扩散。结果，靠近熔合区的珠光体母材金属上形成了脱碳层而软化，在奥氏体焊缝一侧，产生了与脱碳层相对应的增碳层而硬化。

   (4)接头的应力。由于这两种钢的线膨胀系数不同，使焊缝和熔合线附近产生附加拉应力，导致在熔合线上断裂。

   (5)延迟裂纹。氢在不同组织中，溶解度不相同，并且与温度有关。这种异种钢的焊接熔池在结晶过程中，既有奥氏体又有铁素体，两者相互接近，气体可以进行扩散，使扩散氢得以聚集，为产生延迟裂纹创造了条件。

    因此，焊接时采用下列焊接工艺：

   (1)焊接方法的选择。珠光体钢与奥氏体不锈钢焊接时，对于焊接方法的选择，除了要考虑生产率和具体焊接条件外，还应考虑熔合比的影响。带极堆焊和钨极惰性气体保护焊，可得到最小的熔合比，因而很适合于这类钢的焊接。焊条电弧焊的熔合比较小，并且方便灵活，不受焊件形状的限制，所以是目前焊接这类钢应用最广泛的焊接方法。

   (2)焊接材料的选择。由于珠光体钢对焊缝金属的稀释作用，若采用A102、A132焊条施焊时，焊缝中会产生大量马氏体组织，而且越靠近碳钢一侧，马氏体数量越多，是脆性破坏的起始区域，故不能采用。用含镍大于12%的A302、A402焊条施焊时，焊缝金属得到的组织是奥氏体或者全部是奥氏体组织，是比较理想的填充金属材料。

   (3)施焊工艺。降低熔合比、减小扩散层是焊接奥氏体不锈钢和珠光体钢应当掌握的工艺要求。

    ①母材金属的选择。正确选择珠光体钢是减小扩散层的最有效手段之一。珠光体钢中，稳定珠光体钢的扩散层较小，应优先选用。所以，当次稳定珠光体钢和奥氏体钢焊接时，可以在次稳定珠光体钢上堆焊一层稳定的珠光体钢，作为过渡层。

    ②坡口形式。焊条电弧焊时，接头的坡口形式对熔合比有很大影响。焊接层数越多，熔合比越小；坡口角度越大，熔合比越小；U形坡口的熔合比，比V形坡口小；采用镍基焊条焊接时，为能通过焊条的摆动，使熔滴下落到所需要的位置上，应当开大坡口角度，V形坡口的角度要增至80°~90°。

    ③焊接参数。为降低熔合比，焊接时采用小直径电焊条在可能情况下，尽量采用小的电流、大电压和快焊速。焊接电流选用参见表1。

    表1    焊接电流的选用