不锈钢材料的可焊接性能分析(下)

在不锈钢焊接中需仔细注意消耗品的选择，焊接参数和焊机技术，最好避免凝固开裂。为了使风险最小化，优选具有低碳和杂质水平以及相对高的锰和硅含量的消耗品。高电流密度的工艺，例如埋弧和二氧化碳，更可能导致开裂。焊接参数必须在对接焊缝或角焊缝的喉部厚度中产生足够的深宽比。随着偏析量和焊接应力的增加，高焊接速度也增加了风险。焊工应确保有良好的接头配合，以避免弥合较大的缝隙。焊接前应去除表面污染物，如切削油。

高碳钢和低合金钢的另一个特征是紧靠焊缝的HAZ在焊接时硬化，伴随有冷（氢）裂的风险。虽然开裂的风险是由焊接过程产生的氢气水平决定的，但其敏感性也取决于几个因素：
材料成分（碳当量）、截面厚度、电弧能量（热量）输入、克制程度。

氢的产生量由电极类型和过程决定。碱性电极比金红石电极（MMA）产生更少的氢，气体保护过程（MIG和TIG）在焊接池中仅产生少量的氢。钢的成分和冷却速度决定了HAZ的硬度。化学成分决定材料的淬透性，材料的碳和合金含量越高，HAZ硬度越高。截面厚度和电弧能量会影响冷却速度，从而影响HAZ的硬度。

因此，对于给定的情况，材料组成，厚度，接头类型，电极成分和电弧能量输入，通过加热材料来防止HAZ裂纹。使用降低冷却速度的预热，促进氢逸出并降低HAZ硬度，从而防止形成裂纹敏感结构; 针对各种实际情况的推荐预热水平详见相应的标准，例如BS EN1011-2：2001。由于开裂只发生在稍高于环境温度的温度下，所以在制造期间保持焊接区域的温度高于推荐水平是特别重要的。如果材料冷却得太快，焊接后可能会发生几个小时的裂纹，通常称为“延迟氢裂纹”。因此，在焊接之后，当焊接C-Mn结构钢和压力容器钢时，防止HAZ裂纹的措施也将足以避免焊缝金属中的氢裂纹。然而，随着焊接金属的合金化增加，例如在焊接合金钢或调质钢时，可能需要更严格的预防措施。

采用低氢工艺，低氢电极，高电弧能量，降低约束水平，降低了HAZ裂纹的风险。避免氢气开裂的实际预防措施包括干燥电极和清洁接头表面。使用气体保护工艺时，组件和填充焊丝表面的污染物会产生大量的氢气，所以即使对于点焊，也应该保持预热和电弧能量的要求。
再加热开裂
厚壁部件的热影响区可能发生再加热或应力松弛开裂，通常厚度大于50mm。在高温服务或应力消除热处理期间，更可能的开裂原因是热影响区的脆化。

由于粗晶粒HAZ更容易开裂，低电弧能量输入焊接程序降低了风险。尽管在敏感材料中发生再热裂纹，但是避免焊接过程中的高应力和消除局部应力集中点（例如通过修整焊趾）可以降低风险。