1、焊接 （DIN EN 1011-3）焊缝金属材料推荐第 3 部分：不锈钢弧焊本欧洲标准于 2000.08.13 被欧洲标准化委员会（CEN）采用。CEN 成员遵守CEN/CENLEC 议事规程。该规程授予本欧洲标准不作任何修改就拥有国家标准的地位。对于该国家标准及图书目录资料，可向中央秘书处或各 CEN 成员查询获得。本欧洲标准拥有三种官方版本（德语，英语，法语） 。一个 CEN 成员将该欧洲标准翻译成本国语言并通报中央秘书处后，便拥有与官方版本同样的地位。CEN 成员是以下各国的标准研究所：比利时，丹麦，德国，芬兰，法国，希腊，爱尔兰，冰岛，意大利，卢森堡，荷兰，挪威，奥地利，葡萄牙，瑞典，
2、瑞士，西班牙，捷克和英国。目录前言-1序言-21 运用范围-22 标准引用-23 概念-34 基本材料-35 存储和操作-36 焊接辅助材料-47 生产制造-48 焊接质量要求-59 变形-510 焊接后的清洗-5附录 A （资料）奥氏体不锈钢的焊接-5附录 B （资料）铁素体不锈钢的焊接-9附录 C （资料）奥氏体-铁素体的不锈钢焊接-10附录 D （资料）马氏体和马氏体-奥氏体不锈钢的焊接-13附录 ZA （资料）该欧洲标准中有关基本要求或欧盟规程中另外的预先规定-14前言本欧洲标准由 CEN/TC 21“焊接”技术委员会制订。该欧洲标准在欧洲委员会和欧洲自由贸易区授权 CEN 制订出，并
3、满足欧盟规定的基本要求。欧盟规定的概述可参阅该标准附录 ZA该欧洲标准必须了解每个国家标准状态，到 2001.03 不但通过相同文件的出版或承认，而且撤消可能与其违背的国家标准。相对应的，以下国家标准研究所接受该欧洲标准；比利时，丹麦，德国，芬兰，法国，希腊，爱尔兰，冰岛，意大利，卢森堡，荷兰，挪威，奥地利，葡萄牙，瑞典，瑞士，西班牙，捷克和英国。该标准由以下部分组成：- 第 1 部分：弧焊的普通说明- 第 2 部分：铁素体钢材的弧焊- 第 3 部分：不锈钢弧焊- 第 4 部分：铝和铝合金弧焊。序言该欧洲标准还包含更多附录。它可补充修改，增补不同种类的欧洲标准钢材。考虑到标准为合同目的服务，指
4、定的工作场地应该与标准及附录保持协调，便于相互适应。该标准协调说明一个令人满意的生产过程和焊接监控，并写下可能在处理过程中产生的有害影响的说明，以便能避免它的产生。原则上这个说明适用于所有不锈钢并适合所有进行中的生产，尽管这应用标准可能包涵附加要求。这种可靠的，合理的焊接要求不包括测试方法和鉴定小组，而取决于在生产过程的投入条件。这种形式的说明应该在设计结构中确定。这部分欧洲标准包涵有关不锈钢熔焊，且必须注意与 EN1011-1 标准的联系。1 应用范围该欧洲标准包含不锈钢熔焊的普通要求。特别提示，该标准涉及到奥氏体，奥氏体-铁素体，铁素体和马氏体不锈钢，将在附录 A 到 D 重新给出。2 标
5、准引用本欧洲标准包含其他出版物标明日期和不标明日期的引用资料。这些标准的资料从各自的文章中引用，且出版物在后面标出。对带日期的引用资料，如果被改动过的话，那改动仅属于本标准的改动。对于未注日期的引用，最后的说明视作是引用的出版物（包括改动的） 。EN 288-2，金属材料焊接方法的要求和评定第 1 部分：熔焊的普通规则EN 439，弧焊和切割的保护剂保护气EN 1600，焊接添加不锈钢和耐高温钢手工弧焊的包封棒形电极的合理安排EN 1011-1，焊接 -金属材料焊接推荐- 第 1 部分：弧焊普通说明EN 10088-1： 1995，不锈钢第 1 部分：不锈钢目录EN 12072，不锈钢和耐高温
6、钢弧焊的焊条，电线及焊枪的合理布置EN12073，焊接添加-不锈钢和耐高温钢带或无保护气熔化极电弧焊的管状焊条合理布置EN 25817，弧焊和钢材连接 鉴定组对不规范行为鉴定的规定（ISO 5817：1992）EN 29692，手工弧焊，保护气体焊和气体焊对钢材焊缝的准备（ISO 9692：1994）EN ISO 8249：2000，焊接铬镍钢的焊缝金属为不锈钢奥氏体和铁素体 -奥氏体的铁素体数确定（ISO 8249：2000）CR ISO 15608，金属材料的分组安排的规定3 概念以下概念用于本欧洲标准的应用：31 钝化层一个薄的，透明并紧粘在不锈钢表面的膜，它有抗腐蚀侵入的作用。32 稳
7、定性/不稳定性稳定的钢材含有附属物，在生产中会产生大量碳化物/氮化物（通常是钛或镍）并铬-碳化物 -氮化物的形成受到限制， ，故不锈钢保持它的抗腐蚀性，特别是在晶界。33 铁素体数（FN）一个体现磁吸力和涉及标准试样的一行的数据。它的铁磁状态（相）含量按比例地和铁素体含量（ 铁素体）在 0%-10%范围大致相同，所以铁素体含量很容易确定。 （参阅 EN ISO 8249）34 焊接辅助材料部件在焊接前准备工作中，和焊缝前处理形式和尺寸相适合的焊丝部件，并在焊接中成为连接的一部分。35 屈服点在该标准中表示，在屈服点膨胀变形为 0.2%4 母材本标准适用于不锈钢奥氏体，铁素体，马氏体及奥氏体-铁
8、素体，钢材型号对应为按 CR ISO 15608 组 8-105 存储和搬运在不锈钢存储，搬运或加工过程中，必须对环境监控，以防止对钝化层的持续破坏。钝化层对不锈钢可靠的防腐蚀能力有帮助。不锈钢在存储，生产和运输的任何时候都必须防止表面损伤和不清洁情况的发生。当不锈钢和其它材料，例如，碳素钢，铜，涂料，颜料和粘贴带接触时，应防止钝化层及其他有害变化的发生。若这些有害情况发生了，必须清除残留物。不锈钢仓库应该建造坚固并很小心清洁覆盖好不锈钢，例如用干燥木材或不锈钢板。未覆盖或未涂的碳素钢不准使用。升降机抓手必须用不产生污迹或被覆盖的材料。焊接电压设备，基座夹具或转动移动设备必须用不产生污迹或被覆
9、盖的材料制造。6 焊接辅助材料焊丝应考虑母材性质并满足相关标准，选择单独使用当使用焊接辅助材料部件时，必须使它和相关焊丝成分协调一致。7 生产71 普通原则不锈钢加工场地必须和其他工作分开并与可能产生污迹的材料，如铅，锌，铜，铜合金或碳素钢等分开摆放。为减小污迹，切削加工机械必须在加工前保持清洁。所有在加工时用的润滑剂必须远离工件。加工不锈钢的工具，必须用特别的砂轮盘和钢丝刷。焊接使材料升温，不仅形成焊缝金属，而且在焊接区周边范围形成氧化膜。如果熔焊残留一种腐蚀媒介或其他影响产生，这些在埋弧焊过程中由焊条及焊枪生成的氧化膜及焊渣必须清除（参阅第 10 章） 。在接口前处理时，在热切割过程中产生
10、出氧化，淬硬和一般污迹，这些该在截面机械清除到足够的深度，弯曲度。剪切会产生裂纹，这些同样该在焊接前清除。若剪切边不在焊接接口边框，应该确定，剪切或热切削不会对生产产生不利影响。硬冲压应该避免，如果确实要采用，要考虑在应用中高载荷或腐蚀范围。客户应该给出应用状况的说明。着重指出，要应用透射检测的，则必须采用同样形式的保护措施。用于检测评定的焊接件，在没鉴定前，不应用颜料涂或其他的处理加工。7.2 焊接技术陈述焊接技术陈述应该按 EN 288-2 标准对适当的应用加以确定。其他有关焊接技术条件及影响在附录 A 到 D 参阅。棱边填充物的鉴定标记按 EN 25817 执行。对于一些应用（如管道焊接
11、）和焊接过程可能需要一些必要的极小值。当运用起弧板和收弧板时，必须采用不锈钢，它们在焊接中不会影响生产的。厚度和接口前处理必须适应以后的连接运用。起弧板和收弧板的距离由制造工艺确定，不对焊接件和焊缝金属的属性产生有害影响。还应进行检验，以证明焊接件和焊缝金属符合应许规定。若仅是单边焊，那对焊缝背面保护抵抗大气污染，以保证焊缝连接的抗腐蚀能力，是很有必要的。这种形式的焊缝底层普通情况下采用 WIG 或等离子焊。7.3 熔池保护剩余的熔池保护必须由一个相容的，不锈钢型材构成。当出现裂纹腐蚀时，焊接不应该进行下去。当没有合适的构件作为熔池保护材料时，则应该使用在设计中被确定的材料。在铜作为不残留熔池
12、保护应用时必须在熔液范围内，在底部焊层添加一个导槽。当出现一个铜摄入危险时，在焊接时要小心操作。含镍或铬膜的铜熔池保护材料会减弱铜摄入。当应用中出现高温时，铜底部焊层可以用水冷却。用于熔池保护的材料必须保持清洁，不得粘有油脂，潮湿，氧化物等。当采用残留和非残留熔池保护时，必须形成一个完整熔化部分且可容易流动。当有必要对熔焊背面抗氧化预防时，可用合适气体进行吹洗。可采用与母材和焊缝金属适合的按标准 EN 439 的高纯度气体或混合气体从焊缝底部吹洗。这样的目的是，通过气体，主要是氧气，避免产生熔焊不允许的非规范性和降低抗腐蚀能力的污迹。当对焊缝底部吹洗时，应该在焊前进行足够长时间吹洗,使焊根部抗
13、氧化反应度达到设计要求。预吹洗时间取决于气体流速，流量，以及气体浓度，吹入位置。若在合同中确定了允许最高氧气含量，有必要使用精确测量仪，以便确定输出氧气含量。规程建议，从焊接开始，每 10 次进行流量变换。气体吹洗应该保持足够长时间，使熔焊过程产生的背部氧化变化能达到合同要求。8 熔焊的质量要求焊接接头应无不规范性，否则会对零件安装产生消极影响。当存在这种不规范性，鉴定小组须对照应用标准进行协调。若无 应用标准，鉴定小组按 EN 25817 判定。不锈钢特别要求，如外型和抗腐蚀能力，能在合同中给出和确定9 变形焊接零件的变形是由于焊缝金属和周围母材在焊接过程中不同的膨胀和收缩形成的。对奥氏体不
14、锈钢来说，原因是由于膨胀系数比非合金钢大，热传导能力比非合金钢低。为减小变形，有以下实际经验。如：-使熔敷金属量减少；-焊接接头平衡（两边） ；-减少热量产生；-减少焊接接口数量；-分段退焊；-对焊接部分加预应力；-夹具和机械夹具；-点焊；-散热。必须考虑，所选择的方法对熔焊特性及结构无有害影响。10 焊接后清洗不锈钢零件焊接后，防腐蚀能力非常受表面条件影响。焊接后必要的清洁程度取决焊接技术质量要求并该在设计方案中确定。清洗可通过不同的过程进行，可单独，可组合，例如：-刷洗：合适的特别带不锈钢丝的钢丝刷或其他相适合的材料可用。这种方法对强粘性的污迹多数不能除去。应注意的是，在用机械旋转刷子可能
15、通过微小裂纹破坏表面，从而降低抗腐蚀能力。如果必要，可在刷洗后进行酸洗。-喷射：用这种技术可清除紧附的污迹，此外会在表面产生压应力。推荐用喷射剂包括玻璃和不锈钢粒料，这些材料必须不含铁和碳素钢杂质。-研磨：这种方法应特别注意和零件相适应，可采用不粘铁屑的磨具，不粘铁屑的砂纸或砂轮。应避免过度研磨，以防表面损伤和防止母材厚度减小。这种技术应用于清除大面积表面污迹和产生焊接区到母材的柔和的过渡。-酸洗剂：通过酸洗剂化学反应清除表面氧化物或表面膜。这种酸洗剂效果和钢材种类，温度和酸洗时间有关。而且所有酸洗中产生的酸性物有必要除掉。-电解抛光：这种技术普遍运用于化学性能不稳定的不锈钢，可形成更好抗腐蚀
16、性的光滑表面。酸洗和电解抛光及后续的自然或归纳的钝化过程是提高抗腐蚀性效果最佳的清洗方法。附录 A（资料）奥氏体不锈钢焊接A1 概述A1.1 化学成分典型的奥氏体不锈钢化学成分按标准 EN 10088-1 分类。普通情况下钢材中至少含 16。5%铬及足够的镍或锰，碳和氮，才可形成奥氏体微观结构。它还可含其它添加元素，如，钼，氮，钛，铌，铜，硅或硫，以改善特别属性，如抗腐蚀能力和抗氧化反应，以及机械加工性。A1.2 微观结构奥氏体不锈钢微观结构由铁素体和奥氏体稳定元素间的平衡确定的。主要铁素体稳定元素为铬，钼和硅，而镍，锰，碳和氮是主要奥氏体元素。在焊缝金属中形成的结构能运用例如，Schaeff
17、ler,Delong,W.R.C 或 EPSY 图预测出。奥氏体不锈钢由奥氏体基本结构组成。它可包含少量 铁素体。这些铁素体在没有焊接添加材料的情况下会增加。另外的钢种类是全奥氏体，它们在焊接后本身没有铁素体。奥氏体不锈钢通常在固溶退火状态下供货。它加热到 1050或更高，接着快速冷却至室温。这个退火过程得到一个钢材强化消除，并减少 铁素体量，甚至包括在焊接中形成 铁素体，在固溶退火状态下多数不包含 铁素体。A13 奥氏体不锈钢种类A131 普通奥氏体不锈钢大多数普通奥氏体不锈钢不是全奥氏体，它们在没有加入焊接添加材料时，能生成少量的 铁素体。这些普通不锈钢被归为奥氏体不锈钢，虽然存在少量的铁
18、素体，例如，按照 EN 10088-1：1995：钢材种类 1.4301,1.4401.1.4436。普通奥氏体不锈钢碳含量多数低于 0.06。为在焊接时形成铬碳化合物，大量低含碳（0.03钢材种类应用于生产，它们有满足一定环境条件的更高抗腐蚀能力，例如，按 EN 10088-1：1995：钢材种类 1.4307，1.4404，1.4432。相似的，普通钢材种类抗腐蚀能力的提高，可以通过含钛或含钽铌添加达到。这些添加物在焊接时和碳起化合反应并制止铬碳化合物的形成。这些种类被归为“稳定的”奥氏体不锈钢，例如，按 EN 10088-1：1995：钢种类 1.4541，1.4550。A132 全奥氏
19、体不锈钢这种钢材的成分适当配置，以获得特别的特性，如低磁导率（非磁的） ，高抗腐蚀能力或高温稳定性，抗氧化反应能力，这些特性由稳定的全奥氏体结构决定，例如，按 EN 10088-1：1995：钢材类型 1.4335。因为它们在低温下保持高韧性，所以全奥氏体钢也在低温情况下应用。这种钢焊接时，硬化危险也提高。超奥氏体及其高的抗腐蚀能力品种，也属于全奥氏体组。它们含有更高的铬含量及另外的元素（包括钼和氮）的添加物，从而拥有更高的抗点状腐蚀和间隙腐蚀能力，以及含有铜，从而有更高防酸能力。镍含量的增加，提高了全奥氏体结构的稳定性。这些钢材拥有及高的抗腐蚀能力并要求在焊接过程中特别细致，为保持母材高抗腐
20、蚀能力，如按 EN 10088-1：1995：品种 1.4539，1.4547。A133 其他改善性能的改型品种还有另外奥氏体不锈钢，它们的化学成分和特定的改善属性是相适应的。按照所含的化学成分，每个品种属于一个上面提到的组（A.1.3.1,A.1.3.2）并按同样的保护措施焊接。a) 拥有高屈服极限的氮合金奥氏体钢这种钢含有较低的氮添加量（多至 0.45）从而得到屈服点的提高（0.2%） 。氮可以不仅对普通而且对低碳含量不锈钢品种，进行添加。氮是一种奥氏体稳定性元素并能减少在焊接时 铁素体生成。b) 耐高温奥氏体钢该钢材在高温情况下使用时，可含有更高的铬和硅含量，它就拥有更高的防氧化反应能力
21、。通过钼，氮，铝，碳，少接地，钛或铌的添加，能同样使高温下的特性提高。c) 拥有改善加工性的奥氏体钢拥有改善加工性的奥氏体钢含有更高的硫含量（可至 0.35%）和添加元素如钙或硒。同时问题是，同时会降低焊接适应性和抗腐蚀能力。A2 焊接技术产生的影响A.2.1 焊接技术陈述所有按标准 EN 1011-1 执行的焊接过程对焊接奥氏体不锈钢都适合。焊接过程中的热量产生必须小，以避免热裂形成，敏化作用和内部金属分离和变形危险发生。在奥氏体不锈钢焊接中应避免预热，该附加热量会提高热裂形成，敏化作用和内部金属分离，变形危险发生。焊缝前处理同样适用碳素钢，即使是运用于不同的角度和焊边间隙，例如，含氮钢可要
22、求一个宽的焊缝前处理。对薄板焊接，焊缝可通过连接端面熔化在没有焊接添加材料的情况下生产。A2.2 焊接添加材料所有焊接添加材料应和生产者/供应者取得一致下挑选。如果需要，焊丝和焊条应对照 EN 1600，EN 12072 或 EN 12073 挑选。奥氏体不锈钢焊接添加材料绝大多数这样确定，它在熔化的熔敷金属范围产生一个含量在 3FN 至 15FN 的铁素体，以防热裂出现。多数情况下，为确定添加材料，可运用 Schaeffler,Delong,W.R.C 或 EPSY 图表。是否焊接添加材料得出准确的铁素体含量，应注意混合的影响。全奥氏体不锈钢是不带磁性的。在奥氏体中存在 铁素体得到低磁性。该
23、特性应用于焊接后对焊缝金属内铁素体测定。焊接添加材料的化学成分另外可少量熔入母材，通过焊缝金属内合金损失补偿，熔析影响补偿，夹杂物和表面不规则的补偿，使抗腐蚀能力有所提高。完全奥氏体不锈钢要求采用同样形式或少量合金的焊接添加材料。该添加材料会产生热裂。在 A.3.1 讲述的保护措施应遵循。这种焊接添加材料能提高锰的含量，减小热裂危险几率。对超奥氏体不锈钢绝大多数采用镍基焊接添加材料。对 WIG 焊接，保护气是氩，氩- 氢，氩-氦混合气或按标准 EN 439 这些气体的组合。或氢添入氩，或氦添入氩，经常允许较高的焊接速度。含氢量的减少还能得到更清洁的焊缝。对 MIG，MAG 奥氏体不锈钢焊，现在
24、使用大流量保护气体。应按 EN 439 选择。A3 焊接要求A31 裂纹形成由于奥氏体不锈钢高韧性和变形性，焊接后很少出现冷裂现象。一些奥氏体不锈钢零件可能容易形成热裂现象，包括凝固过程中形成的热裂和热影响区的热裂，以及在焊缝金属或母材（熔解裂纹） 。这些裂纹形成与外部元素，如硫和磷有关，这些元素熔析在内部树枝状范围（晶体）和晶界形成低熔相。在焊缝金属冷却过程中出现的收缩力会相互拉未凝固的表层，从而产生裂纹。凝固形式对抗热裂形成能力有很大影响。奥氏体不锈钢可根据它们的化学成分凝结形成铁素体，奥氏体或这些相的混合。铁素体凝结对热裂形成很不敏感。普通奥氏体不锈钢种类多数要求是，铁素体凝结成铁素体部
25、分3FN，以减少凝固裂纹危险（参阅 EN ISO 8249 确定） 。热裂形成还和焊接条件有关。一个较高的焊接速度得到眼泪状熔池，它要求一个外部元素的中线熔析且提高了裂纹形成危险。为达到最佳的焊接条件，焊接速度和焊接电流强度间的协调是有必要的。以下给出避免热裂形成的推荐：a) 对普通奥氏体不锈钢，选择在焊缝金属中能得到铁素体含量 3FN 至 15FN 的添加材料。b) 对全奥氏体不锈钢，选择能提高锰含量及减少污迹的焊丝。c) 最佳纯净，安全提供d) 减小接头处的变形阻碍e) 避免较大的熔池及减小热量产生f) 减小中间焊层温度（最高 150）g) 降低焊接速度h) 熔池宽和深比例大约 1：1.5
26、全奥氏体不锈钢由于凝固形式，容易形成凝固裂纹。对这类钢的焊接，尽量采取以上除 a)外的措施。A3.2 机械性能奥氏体不锈钢焊缝的屈服强度和抗拉强度一般应大于等于母材。变形能力可能稍小，如果这样，焊接质量是满意的。焊接后热处理多数情况下没必要（PWHT） 。当相当多的内部金属剥落，焊接变形能力和韧性会变坏。这种情况多数出现在当产生高温时并含高铬，钼，硅的钢， 。对更高合金的奥氏体不锈钢来说，高温应避免。A33 抗腐蚀能力A331 敏化处理或熔焊中的结构分离好的抗腐蚀能力取决于铬和钼在母材和焊缝金属中均匀分布。碳化物和氮化物的敏化或由于铬或钼局部缺乏而剥落的内部金属相（如 相） ，应避免。低碳钢（
27、C 0.030%）或采用稳定的钢（钛，铌，钽）及焊接添加材料能减小敏化危险。为防碳和氮渗入，应避免焊接和热影响区污染。含超过 2.5%二氧化碳的保护气体应避免，这本来是焊接添加材料生产者或供应者推荐使用的。为防止焊接时内部金属相剥落，应保持较低的中间焊层温度和较低焊接热量产生。A332 应力腐蚀奥氏体不锈钢会出现应力腐蚀，当它受到包括侵入性媒质（如卤素溶液） ，温度升高，拉应力等不利条件综合影响时。由焊接，研磨产生的内应力，在不利环境下经常造成这类侵蚀情况。所以必须在生产过程中减小这种能造成侵蚀的内应力。抗应力腐蚀能力可通过采用铁素体或双联法炼制钢以及高含量镍的超奥氏体钢提高。 （普通铁素体不
28、锈钢表现减小的抗普通腐蚀能力）A34 变形由于更大的热膨胀和低热导电性，和碳素钢比较，奥氏体不锈钢表现出比碳素钢和其他不锈钢更大的易变形性。减小变形的推荐在第 9 章给出。A4 焊接后处理A41 热处理对奥氏体不锈钢焊接后的热处理大多没必要。为减少冷锻产生的应力，减少铁素体含量或减小敏化，剥落现象，提高防腐蚀能力，热处理还是必须的。这种热处理大都要求完全固熔退火，所以在考虑到变形，弯曲和 氧化反应危险的情况下，必须小心确定。如果没采用完全固熔退火，可在大约 450的低温下去应力退火，从而降低内应力和变形。A42 清洗为重新提高焊接部抗腐蚀能力，有必要清除焊接过程产生的污迹。焊接后清洗的推荐在第
29、 10 章给出。附录 B铁素体不锈钢的焊接B1 概述B1 1 化学成分按 EN 10088-1 铁素体不锈钢多数包含 10.5%到 30%的铬以及多至 0.08%碳。一些种类钢此外含以下一种或多种元素：多至 4.5%钼，1.6%镍，2.1%铝和固定含量的钛，铌/钽或锆。某些种类钢含有微量碳和氮（ ELI-铁素体） 。B1 2 微观结构按照铁素体和奥氏体构成元素的关系，这些钢的微观结构由铁素体（全铁素体）或大部分铁素体及小部分马氏体（部分铁素体）组成。详细信息由钢材生产商或供应商给出。全铁素体结构在超过大约 950时晶粒较易生长。后果是韧性降低。热处理是不可能重新精炼的。对稳定铁素体不锈钢来说，
30、晶粒生成较少于全铁素体，而部分铁素体则最少。晶粒生长程度取决于最高的温度，加热时间和焊道数量。全铁素体不锈钢的焊接部分有可能只是很薄的板（大约 2.5mm） 。对部分铁素体钢厚的部分的熔焊表现出比全铁素体钢更好的韧性。当由焊接温度快速冷却时，铬碳化合物从母材和同样材料的焊缝金属中析出。这种析出会降低变形能力并通过局部的铬缺乏降低抗晶界间侵蚀能力。当母材和同类焊缝金属拥有很低碳含量，尤其当碳和钛，铌/钽或锆很稳定时，这种铬缺乏现象能避免。内部金属的析出，例如 相（它能在含铬+钼超过约 22%的钢材中，在550到 850生成） ，导致在室温下脆化现象同时伴有抗腐蚀能力的降低。在900至 1000范
31、围加热，然后快速冷却至室温，能在熔液中形成 相。失去变形能力的 475-脆化现象，会在含铬量超过 15%的钢中，在大约400到 450范围出现。这种脆化现象可通过加热到大约 540然后快速冷却到室温而消除。B2 焊接技术的影响B21 焊接技术陈述铁素体不锈钢能采用手工弧焊（111） ，MIG 焊（131） ，MAG 焊（135） ，WIG 焊（141）和等离子焊（15） 。其他焊接，如电子束焊（51） ，激光束焊（52） ，高频电阻焊（291） ，可获得同意后采用。铁素体不锈钢很容易得到过度晶粒生长。所以必须保持低的焊接热量，如通过小熔池，快的焊接速度。对厚度超过 3mm 的部分铁素体钢，可采
32、用预热至 200-300。中间焊层温度应保持在同一范围。在焊接中碳和氮的摄入应尽可能低，如采取焊接范围的清洁，短弧焊长度方法。B2 2 焊接添加材料由于奥氏体焊缝金属的更大变形，所以优先选取和母材相同的奥氏体焊接添加材料。同时考虑到抗腐蚀能力，焊缝金属的铬含量不应低于母材。如果产生硫侵入危险，与周围连接的焊接位置应用铁素体不锈钢或铁素体-奥氏体不锈钢添加材料焊接。此外，如果要求同样的热膨胀，焊缝表面相同颜色，或无镍熔焊，就选择铁素体不锈钢添加材料。WIG 焊可用或不用添加材料。如有必要，焊条在焊前按生产商或供应商的推荐，干燥使用。作为保护气，必须以氩气为基本气体进行混合使用，如 M13（按 E
33、N 439） ，它含氢，和/或氮，不含二氧化碳。B3 焊接要求B3 1 裂缝形成普遍情况下热裂在铁素体不锈钢中的形成不是问题。这些钢的焊接部分可能易发生以下情况：a) 由于低韧性产生硬裂。超过 3mm 厚度部分（部分铁素体）在焊接区可预热到 200-300。前提是，应避免硬加紧现象。b) 氢脆化现象（氢导致裂纹）应避免，所以应注意，尽量降低氢含量。B3 2 机械性能奥氏体和铁素体焊接辅助材料的焊缝金属屈服点和抗拉强度应与母材的相适应。低变形部分铁素体不锈钢必须在冷锻前在 200-300范围预热。B3 3 抗腐蚀能力铁素体不锈钢受到晶界侵蚀，它是由于极低的碳，氮含量，由于稳定的（和钛，铌/钽或锆
34、）或通过在 750-800的固熔退火避免铬缺乏。低含量铬及不含镍的铁素体不锈钢具有一个在化学媒介中的软的钝化层。它的抗腐蚀能力能满足有限的苛刻条件。B3 4 变形铁素体不锈钢比奥氏体不锈钢，有更好的热导电性和更低的热膨胀系数。所以它的变形问题不是那么突出。B4 焊接后处理B4 1 热处理焊接后在 700-800范围的退火使热影响区的变形能力以及焊缝金属的变形能力，更好，并降低自身内应力。此外通过这种处理，改善了不稳定铁素体不锈钢的抗晶界侵蚀能力。B4 2 表面最终处理为改善焊接部抗腐蚀能力，所有焊接中产生的污迹都有必要清除。焊接后清洗推荐见第 10 章。附录 C奥氏体-铁素体不锈钢焊接C1 概
35、述奥氏体-铁素体不锈钢，通常表示为双联法炼制的不锈钢，由于良好的强度和抗腐蚀能力而被采用。通常应用于-50-+250范围。C1 1 化学成分按标准 EN 10088-1 的双联法炼制钢大多数情况下含 21%-28%铬，3.5%-8%镍,0.1%-4.5%钼和 0.05-0.35%氮.此外一些还含铜和钨。C. 1. 2 微观结构不锈钢双联法炼制的钢由含约 45%-60%奥氏体的铁素体结构组成。这种取决钢材品种的结构通过固熔退火,在大约 1020至 1100,快速冷却至室温,而得到。C. 1. 3 奥氏体-铁素体不锈钢品种C1 31 低合金低合金双联法不锈钢,例如,按标准 EN 10088-1:1
36、995 钢品种 1.4362,是按很低含量的钼来标注的。它的主要运用是替代遭受应力侵蚀的普通奥氏体不锈钢。C1 32 中合金大多数应用的普通双联不锈钢，例如，按标准 EN 10088-1：1995：钢品种1.4462，是中含量钼合金钢材。它主要应用于化学，石油化学和近海作业。C1 33 高合金高合金双联法不锈钢，例如按 EN 10088-1：1995：钢品种 1.4410，和中合金双联法不锈钢比较，拥有更高含量的铬，钼，和氮，应用于强腐蚀环境。C2 焊接技术影响C2 1 焊接技术陈述双联法不锈钢的焊接通过奥氏体-铁素体平衡的优化及提高氮含量来改善的。焊接后，在热影响区中有害的晶粒生长或过度铁素
37、体量的危险，很少发生。所有按标准 EN 1011-1 实施的通用弧焊过程适合于双联法不锈钢焊接。普遍不采用焊丝或采用极快冷却法焊接过程，如等离子焊，激光焊，电子束焊和电阻焊，只能在有特别保护措施的情况下应用。没有焊丝的焊接，并不推荐采用。因为焊接后的接口要承受快速冷却到室温的固熔退火。当为使奥氏体更好再生，采用含氮保护气时，无焊丝和无后热处理的焊接能获得满意的特性。焊缝前处理应按标准 EN 29692 执行，推荐使用 V 型和双 V 型坡口，为获得一个好的焊焰穿透，在奥氏体不锈钢中采用更大的坡口角度。当用 WIG 或MIG/MAG 进行底部焊接时，出于同样原因，奥氏体不锈钢焊接时推荐使用较大的
38、焊边间隙。由于不锈钢双联钢的高强度，它的定位焊点间距离应小。预热是不必要的，为消除表面湿度，最多加热到 100。不锈钢双联钢的热量产生有一个明确的限定。一个低热量产生导致快的冷却速度，这能产生高含量的铁素体。太高的热量产生会形成内部金属相剥落。低合金和中合金钢种普遍在热量产生量在 0.5kj/mm-2.5kj/mm 间和中间焊层温度低于 250条件下焊接。高合金钢限制在热量范围在 0.2kj/mm-1.5kj/mm 间，最高中间焊层温度在 100-150间。这些值仅是一般推荐，有必要注意焊接过程的影响和焊接件厚度。C. 2. 2 焊接添加材料为在焊缝金属中得到正确的微观结构,必须采用镍合金焊丝
39、。通过这种成分,不仅能得到适合的焊接和快速冷却的效果,而且能在焊接底部得到适当的母材高的混合。对在侵入性腐蚀环境下的低,中合金钢种,可采用铬,钼和氮超合金的双联焊丝.如高合金双联焊丝用于中合金不锈钢双联钢。所有保护气体按标准 EN 439 选取。对 WIG 和等离子焊推荐使用氩，氩-氦混合气或含至多 3%氮的氩气等保护气体。含氢保护气应避免。对 MAG 焊可采用标准气，如含至多 2.5%二氧化碳的氩气，氩-氦-氧的混合气体，氩-氦-二氧化碳混合气（或添加至多 3%氮） 。采用管状焊条的焊接应推荐使用按焊条生产者的要求的保护气当焊接底部保护气体有要求时，推荐用氩，氩-氮混合气或纯氮气，在特殊情况
40、下用氮-氢混合气。在埋弧焊中，二氧化钛粉末一般产生低的缺口冲击值。一个强碱性粉末改善缺口冲击韧度。全碱性粉末会导致焊渣清除困难。C3 对焊接的要求C31 概述高含量铬，钼和钨的双联不锈钢极易产生内部金属相脱落，这会对机械性能和抗腐蚀能力产生有害影响。C32 裂纹形成双联不锈钢由于铁素体的凝固形式对热裂形成不灵敏。当焊缝金属具有很高铁素体含量（110FN=大约 75%铁素体）及高氢含量并具高变形度连接时，在双联钢中的氢具有延缓裂纹产生的重要作用。C33 机械性能双联不锈钢焊缝金属的强度大于母材的最低强度。双联钢焊缝金属的屈服极限大约为 25%。在硫化氢媒质中运用的中，高合金双联钢的焊接部分，一般
41、要求对中合金双联不锈钢最大硬度为 28HRC，对高合金双联不锈钢为 32HRC。对绝大多数应用最大硬度的限制是可行的。由于焊缝带来的应力，在焊接根部焊接接头的厚边，要测量最大硬度。熔焊缺口冲击韧度低于母材且主要取决铁素体含量，焊接过程和采用的辅助材料。C34 抗腐蚀能力双联不锈钢的抗腐蚀能力取决它的微观结构和化学成分。多数情况下因为双联不锈钢好的抗点状腐蚀和应力腐蚀，而运用它。重要的是，这些母材和焊丝的采用，不仅在热影响区而且在焊缝金属中得出一个可控制和接受的奥氏体-铁素体的平衡。普通情况下，当铁素体含量达到30FN-100FN 时，就可获得要求的性能。对高抗腐蚀能力，氮是重要的合金元素。在
42、WIG 和 MIG/MAG 焊中，可能出现氮流失。埋弧焊和包裹的焊条产生的焊接，不容易出现氮流失。C35 变形双联不锈钢焊接中的变形小于奥氏体不锈钢。焊接后双联钢由于高的屈服极限难以校正。C36 气孔度高氮含量的双联不锈钢（氮0.20%）在焊接中比普通奥氏体不锈钢更易产生气孔。采用仰焊增加气孔形成可能性。为降低困难，应避免采用薄的焊道和较大的弧焊长度。为提高抗孔穴生成能力，可采用保护气，氮气。为防焊缝金属过度摄入氮和气孔度，在适当连接部位（根部和焊底）必须限制使用。过大保护气流过速度同样升高气孔度危险。C4 焊接后处理C41 热处理双联不锈钢通常没必要进行热处理（PWHT） 。当实施焊后固熔退
43、火时，温度要比推荐的母材退火温度高 30-40，以使内部金属相熔解。然后快速冷却至室温。C42 清洗对双联不锈钢清洗，可采取与第 10 章所述的措施。附录 D马氏体和马氏体-奥氏体不锈钢的焊接D1 概述D11 化学成分马氏体不锈钢按标准 EN 10088-1 大多含 13%-17%铬，多至 4%镍和多至 1.0%碳。按化学成分，可分为 3 种不同种类的钢。D12 马氏体和马氏体-奥氏体不锈钢品种D121 马氏体不锈钢全马氏体钢在室温下非常硬及脆。为改善变形能力和韧性，同时降低抗拉强度，要求运用退火处理。D122 马氏体-奥氏体不锈钢含低于 0.1%碳的钢品种拥有马氏体基本结构，并含有 5%到
44、25%的奥氏体。具有更低的强度和硬度以及提高的变形能力。D123 时效硬化的马氏体不锈钢通过铜，钛，铌，铝和钼的添加达到时效硬化效果，马氏体钢的强度可提升50%。通常情况，这些钢的碳含量减少到 0.1%以下。此类钢从而由回火形成的马氏体基本结构和沉淀组成，这些沉淀大多通过一个淬火后的二次热处理得到。时效硬化条件的改变可获得不同强度。D2 焊接效果通常，WIG 焊（141）和手工弧焊（111）是单独运用的过程。然而， ，等离子焊（15） ，MIG 焊（131） ，MAG 焊（135） ，埋弧焊（12）也可实行单独的特殊运用。所有钢材都能采用奥氏体或与其同类的添加材料焊接。采用奥氏体添加材料，焊缝
45、金属强度低于母材。正常的热量产生，例如手工弧焊 0.5kj/mm ，过高或过低的热量产生都要避免。a) 马氏体不锈钢对含碳超过 0.1%的钢材要求预热。通用在 200至 300范围的预热必须依照连接的几何形式和载荷大小运用。对厚度大和高载荷连接要求较高的预热温度。高碳含量引起钢的空冷硬化。在碳含量达 0.2%焊接后可采用缓慢冷却。超过 0.2%碳含量的要求焊后退火。当焊后直接淬火和回火，则焊后不应进行退火。b) 马氏体-奥氏体不锈钢对薄部位=8mm，预热不必要。对厚度大的部位可要求 100-200范围内的预热。同类的焊丝经常运用。c) 时效硬化马氏体不锈钢时效硬化马氏体不锈钢一般采用焊丝进行焊
46、接。奥氏体焊丝可采用，虽然不能达到它的强度极限。当采用奥氏体焊丝时，不要求预热，因为大多数碳含量低于 0.1%，且在冷却过程中通过转化成马氏体，强度极限不能达到。D3 焊接要求D31 裂纹形成马氏体不锈钢的热裂形成一般没什么困难。尽管清洁度是重要的。冷裂形成取决于氢含量，应力，冷却速度，化学结构并且在马氏体-奥氏体不锈钢，取决于马氏体的存在量。裂纹敏感性随碳含量增加而增大。低含量碳的钢，也就是马氏体-奥氏体不锈钢，对冷裂形成是不敏感的并能在不预热下焊接。为预防冷裂形成，可采用预热。它取决于合金程度，在焊接后补充一个退火过程。采用奥氏体辅助材料，裂纹生成危险由于氢在奥氏体中的更高的溶解度大大降低。D32 机械性能熔焊和热影响区通过焊接，淬火和正火的影响，获得多方面的特性。在热影响区和马氏体焊缝金属存在焊接形成的结构，而焊接前，它广泛的由一些小范围没正火的马氏体组成。在马氏体-奥氏体钢中残留一些部分奥氏体，故得到一个比马氏体钢低的强度。D33 抗腐蚀能力抗腐蚀能力一般低于奥氏
