4种不锈钢和合金元素的作用
不锈钢可分为四种类型：奥氏体、马氏铁素体和双相不锈钢（表1、这是基于不锈钢在室温下的金相组织。低碳钢时，1550℉，其组织由室温铁素体相转化为奥氏体相。冷却时，低碳钢组织再次变为铁素体。高温时存在的奥氏体组织是非磁性的，与室温相比，铁素体组织的强度小，韧性优异。如果钢中的Cr含量超过16%，室温的铁素组织就会被固定，钢在所有温度范围内都会维持铁素状态。因此，被称为铁素体不锈钢。Cr为17%以上、Ni为7%以上时，奥氏体的相位被固定，在从低温到几乎熔点的范围内保持奥氏体的状态。奥氏体不锈钢通常被称为【cr-ni】型，马氏体和铁素体不锈钢直接被称为【Cr】型。不锈钢和填充金属中的元素可分为奥氏体形成元素和铁素体形成元素。主要的奥氏体形成元素有Ni、C、Mn、N，铁素体形成元素有Cr、Si、Mo、Nb。通过调整元素的量，可以控制焊接中铁素体的量。奥氏体型不锈钢比含镍量在5%以下的不锈钢焊接容易，焊接品质优良。奥氏体测试不锈钢的焊接接头具有很好的韧性，一般不需要预热或焊接后的热处理。不锈在钢焊接领域，奥氏体测试不锈钢占全体不锈钢使用量的80%，所以这篇文章的焦点是奥氏体测试不锈钢的焊接。
正确的[不锈]钢焊材的选择方法
如果母材相同，“配合母材”是第一条规则。例如，如果是焊接310或316[不锈]钢，请选择相应的焊接材料。焊接异种材料应遵循符合合金元素含量高的母材选择的准则。例如，如果要焊接304和316[不锈]钢，请选择316型焊接。但是，也有很多不遵循“母材匹配”原则的特殊情况，这种情况下就是“看焊接材料选择片”。例如，304型不锈钢是最常见的母材，但没有304型焊条。
焊材与母材匹配时，如何选择焊材304[不锈]钢
焊接304不锈钢，使用308型焊材，308不锈钢的附加要素可以制作更稳定的焊接区域。也有308L的选择。L为低碳，3XXL不锈钢≤0.03%，标准3XX不锈钢的碳含量最高为0.08%。L型焊接与非L型焊接属于同一类型，因此碳含量少，晶间腐蚀倾向少，因此制造商应特别考虑L型焊接（图1、实际上，如果制造商希望升级的话，L型焊接会被更广泛地使用。
图1L型焊接降低晶间腐蚀的发生倾向GMAW焊接的制造厂，为了改善湿性也讨论着3XXSi型焊接（图2、在焊锡隆起高的情况下，或者角焊或结合焊头的焊接熔池连接不好的情况下，使用含有Si的气体保焊，可以使焊锡湿润，提高熔融率。图2为改善GMAW焊接的润湿性，选择Si焊接。考虑308L Si或316L Si碳化物的析出时，选择含有少量Nb的347型焊接（最后的问题）
焊接方法不锈钢和碳钢
为了降低成本，一些结构构件在碳钢表面焊接耐蚀层。焊接不含合金元素的母材和含合金元素的母材时，使用合金含量更高的焊接材料，平衡焊接的稀释率。焊接碳钢和304或316不锈钢以及其他异种不锈钢焊接时（表2、，多数情况下要考虑309L焊接。如果希望更高的Cr含量，选择312型。奥氏体不锈钢的热膨胀率比碳钢高50%。焊接时，热膨胀率的差成为内应力，产生裂纹。在这种情况下，必须选择合适的焊材或指定合适的焊接工序（图3、图3碳钢和不锈焊接钢时，需要对因热膨胀率不同而引起的翘曲变形进行更大的补偿。
什么是合适的焊接前清洁动作
与其他材料焊接时，首先使用不含氯离子的溶剂去除油污、标记和灰尘。另外，不锈焊接钢时首先要注意的是避免碳钢污染引起的耐腐蚀性下降。一些公司将不锈钢和碳钢分开存放以避免交叉污染。使用不锈钢用专用砂轮和刷子清扫倾斜口周边。根据情况，有时也需要对接合部进行二次清扫。[不锈]钢焊接时的电极补偿操作比碳钢焊接时难，因此其接头清扫作业非常重要。
正确焊接后的清扫动作是什么不锈钢焊接生锈的理由
首先，我们回想一下，不锈钢不生锈的原因：Cr和O的反应在材料表面生成微细的氧化物层，起到保护作用。不锈钢生锈是由于碳化物的析出（参照最后的问题）和焊接中的加热在焊接表面生成了铁的氧化物。在焊接状态下，即使是完美的焊接也会在24小时内在焊接热影响区边界生锈的地方产生边缘。因此，为了新生成新的铬氧化物，钢焊接后需要研磨、酸洗、研磨或清洗。刷子和刷子必须是专用的。
为什么不锈钢焊料带磁性
全奥氏体组织的不锈钢是无磁性的。但是，焊接时的温度高的话组织中的晶粒会变大，焊接后的龟裂感度会变高。为了降低热裂纹敏感性，焊材制造商将铁素体形成元素加入到焊材中（图4、铁素体相使奥氏体颗粒变细，抗裂性强。图4为了避免热裂纹，奥氏体型焊材大多含有少量的铁素体。图为309L焊材奥氏体基上的铁素体相（灰色部分）磁铁不会吸附奥氏体焊接的金属，但当你拿起磁铁时，你会感受到一点点吸引力。但是，也有一些用户贴错了标签，或者误以为是焊接错了（特别是在标签被剥掉的情况下）焊材中铁素体的数量取决于用途的服役温度。例如，过量的铁素体会降低低温下的韧性。因此，LNG管线用的308型铁素体数为3~6，标准308型铁素体数为8。也就是说，即使焊材看起来相似，微小的成分差异也会有很大的不同。
二相不锈如何更轻松地焊接钢
通常，两相[不锈]钢组织奥氏体相和铁素体相约占50%。铁素体的存在会提高强度和耐应力腐蚀性，奥氏体的存在会提高韧性。两相共同作用，两相不锈钢性能更佳（图5、2相不锈钢范围很广，最常见型号为2205：含22%Cr、5%Ni、3%Mo及0.15%N。图5双相不锈钢集成铁素体和奥氏体的优点。双相不锈焊接钢时，过多的铁素体的存在成为问题（根据电弧的热铁素体的原子被重新排列）因此，焊材需要大量供应奥氏体形成元素。通常是比母材高2~4%的Ni。例如，2205[不锈]焊接钢时的芯焊接含8.85%Ni。焊接后的铁素体含量为25~55%（也有超过该含量的情况）注：焊接后的冷却速度应足够慢，以便重新形成奥斯汀体重，但不能太慢。太慢会析出金属间相，太快也不行。过快会在热影响区产生过多的铁素体。必须按照制造商的焊接工序和焊材的选择手册。
为什么不锈焊接钢时要随时调整参数
焊工在焊接不锈钢时，随时调整焊接参数（电压、电流、电弧长度、感应系数、脉冲宽度等）的最主要原因不符合焊材的成分。化学成分很重要，批间成分的差异会给焊接行为带来很大的差异，比如差的润湿性和脱渣性。焊材直径、表面清洁度、浇注性能、螺旋形状影响GMAW时和FCAW时的焊接行为。
奥氏体控制钢中碳化物析出的方法
在800-1600℉的情况下，当碳含量超过0.02%时，c向奥氏体晶界扩散移动，在晶界与Cr反应形成铬的碳化物。当Cr被c元素大量固定时，耐腐蚀性降低。此时，若暴露于腐蚀性环境，则发生晶界腐蚀，晶界被侵蚀（图6、图6在装有腐蚀性介质的水槽中，焊接热影响部发生了晶界腐蚀。使用碳含量低或特殊合金化的焊接材料可以降低碳化物的析出倾向，提高耐腐蚀性。为了抑制碳化物的析出，采用低碳量的焊接材料，尽量确保焊接金属中的碳含量低（最大0.04%以下）也可以通过添加Nb和Ti元素来固定c，相对于Cr元素，元素Nb和Ti与c的亲和性更大。347型焊材就是为此而设计的。
准备选择焊接材料的方法
首先要在焊缝终端应用方面收集信息。服务环境（特别是服务温度、有无腐蚀介质和预期的耐腐蚀程度）和预期的服务寿命。兵役条件下所需的力学性能信息也很重要，例如强度、韧性、塑性和疲劳性能。大多数主要的焊接材料制造商都提供了选择焊接材料的指导手册，在这里，我们建议你参考焊接材料应用手册，或者联系技术专家。他们帮助我们更准确地选择不锈钢焊料。
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