不锈钢进行焊接时如何选择焊接材料?

焊接材料与母材等强原则对奥氏体不锈钢并不完全适用，奥氏体不锈钢如用于耐蚀工况，对强度无具体要求，主要考虑焊缝的抗腐蚀性能。如用于高温高压工况，短时工作则要求具有一定的高温短时强度，长期工作则要保证焊缝金属有足够的持久强度和蠕变极限，例如：SA213-TP304H管子用于高压高温工况，则需选用E308H焊接材料。

奥氏体不锈钢焊接，选择焊接材料更主要考虑熔敷金属的化学成份应与母材成份相当。只要焊接材料的熔敷金属的化学成份与母材相当，此焊缝金属的使用性能就能与母材相当，包括力学性能抗蚀性等，特别要注意制造技术条件或图纸对抗腐蚀性能的特殊要求。为防止焊接过程产生晶间裂纹最好选用低碳（超低碳），含Ti、Nb的不锈钢焊接材料。焊条药皮中或焊剂中如SO₂含量过高就不适用含镍高的奥氏体钢的焊接。为防止焊缝热裂纹（凝固裂纹），应控制P、S、Sb、Sn杂质的含量，尽可能避免焊缝金属生成单相奥氏体组织。

尽管许多资料介绍，奥氏体不锈钢焊缝中的铁素体含量对降低焊缝金属裂纹倾向有利，但是过去大量的纯奥氏体焊缝金属已使用多年，而且接头运行良好。在某些介质中适当的铁素体含量对耐蚀性有利，但是对低温工况下焊缝金属的冲击有害。综合考虑，一般希望奥氏体不锈钢中的铁素体含量为4-12％为宜，因为5％的铁素体含量就可获得满意的抗晶间腐蚀性。焊缝中的铁素体含量可用焊缝金属中化学成份，折算成Cr当量和Ni当量，通过组织图进行估计，常用的组织图有WRC－1988图，爱斯派图和德龙图，其中WRC-1988图适用于300系列不锈钢和双相不锈钢，对于N＞0.2％ Mn＞10％的材料不适用。爱斯派图适用于Mn＜1.5％ N＜0.25％的200系列氮强化奥氏体不锈钢。

马氏体不锈钢最好采用与母材同质的焊接材料，例1Cr13钢应选择E410系列的焊接材料，手工电弧焊焊材牌号为G217，但是普通的1Cr13对应的焊接材料，其焊缝金属组织为粗大的马氏体与铁素体，该组织硬而脆，易形成裂纹，而且焊件必须预热250-350℃，为改善性能要限制焊接材料中S、P含量和控制Si含量（≤0.30％）并降低C含量，增加少量的Ti、Al、Ni来细化晶粒，降低淬硬性，有资料表明焊接材料增加Nb含量（达0.8％）左右，可获得单相铁素体组织。在CO_２焊丝要增加Ti、Mn元素达到脱氧目的。

马氏体不锈钢也可采用奥氏体不锈钢焊接材料，此时必须考虑母材稀释对焊缝金属成份的影响，通过适当的Cr、Ni含量，避免在焊缝金属中形成马氏体组织，例如采用A312（E309Mo）焊接材料焊接1Cr13马氏体钢。

铁素体不锈钢通常也采用与母材同质的焊接材料，但是焊缝的铁素体组织粗大而且韧性很差，可以通过焊接材料中增加Nb来改善钢化铁素体组织，同时通过热处理来改善焊缝金属的韧性。对于不能进行焊后热处理的铁素体不锈钢，也可采用纯奥氏体焊接材料以获得综合性能的焊接接头。

1）钨极氩弧焊方法对焊缝金属化学成份变化的影响最小，未受稀释的焊缝金属中除C、N外，其它变化不大，其中C损失最大，含C量0.06％的焊丝，氩弧焊未受稀释的熔敷金属中含量为0.04％，而N的含量焊缝金属则增加0.02％左右。

2）熔化极气体保护焊Mn、Si、Cr、Ni、Mo含量可能发生轻微变化，而C的损失仅为氩弧焊的1/4，而N的含量增加较多，焊接工艺不同则增加量不同最高可达0.15％。

3）手工电弧焊和埋弧自动焊时，焊缝金属的合金元素受药皮、焊剂与焊芯、焊丝共同影响，尤其那些通过药皮或焊剂进行合金元素过渡的焊接材料，无法用焊芯、焊丝的化学成份估算焊缝金属的化学成份。

4）当然通过焊缝金属中的合金含量可估算出焊缝中铁素体含量，但是这种估算值与实际值有一定偏差，因为焊接过程的冷却速度也影响铁素体含量，一致认为如果焊缝金属中合金元素含量完全相同，焊接方法不同，则铁素体含量也不相同。以带极堆焊最高，依此是埋弧焊、手工电弧焊、CO₂气保焊、MAG焊、MIG焊、氩弧焊焊缝铁素体含量最低，即使同样的带极堆焊，在测量中发现，收弧和起弧处铁素体含量比中间段低2-3％左右。