1、国际焊接学会授权的培训机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 焊工培训课程焊工培训课程Training Course for WelderIIW Authorised Training Body焊工理论培训不锈钢IIW Authorised Training Body不锈钢物理性能成分特点不锈钢焊接性及焊接工艺要点异种钢焊接工艺要点IIW Authorised Training Body3纯铁钢铸铁碳含量0.0218的铁碳合金0.0218 碳含量 2.11的铁碳合金2.11 碳含量6.69
2、的铁碳合金不锈钢加入10.5%的铬 碳含量 1.2的铁碳合金IIW Authorised Training Body 不锈钢具有抗大气、酸、碱、盐等介质腐蚀的能力，最重要添加元素是Cr，会使钢材表面生成致密的氧化膜Cr2O3（钝化状态），除Cr元素以外，按性能需要还添加其它合金元素如Ni、Mo、Ti、Nb等元素，具有优良的耐腐蚀性能和很好的高温、低温性能。依据EN 10088不锈钢标准，不锈钢中Cr最低质量分数为10.5%，C质量分数最高为1.2%。IIW Authorised Training Body不锈钢钢种很多，性能各异，它在发展过程中逐步形成了几大类。5一、按组织结构分：分为马氏不锈
3、钢（包括沉淀硬化不锈钢）、铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和奥氏体加铁素体双相不锈钢等四大类；二、按钢中的主要化学成分或钢中的一些特征元素来分类：分为铬不锈钢、铬镍不锈钢、铬镍钼不锈钢以及低碳不锈钢、高钼不锈钢、高纯不锈钢等；三、按钢的性能特点和用途分类：分为耐硝酸不锈钢、耐硫酸不锈钢、耐点蚀不锈钢、耐应力腐蚀不锈钢、高强不锈钢等；四、按钢的功能特点分类：分为低温不锈钢、无磁不锈钢、易切削不锈钢、超塑性不锈钢等。IIW Authorised Training Body种类种类钢钢 种种（日、德）（日、德）密度密度/g.cm-3电阻率电阻率/.cm磁性磁性比热容比热容/103J(kg.K)-1(0-1
4、00)平均线胀平均线胀系数系数/100-6-1(0-100)热导率热导率/W(mK)-1100纵向弹性纵向弹性系数系数/103MPa碳素钢碳素钢7.8615有有0.5011.446.89205.9马氏体马氏体不锈钢不锈钢SUS401SUS403SSUSUS402J2SUS4317.7557有有0.469.924.91200.1铁素体铁素体不锈钢不锈钢SUS405SUS4307.757.7060有有0.4610.427.0026.13200.1奥氏体奥氏体不锈钢不锈钢X12CrNi18 8X5CrNi18 9X10CrNiTi18 9X10CrNiNb18 9X5CrNiMo18 107.937
5、.937.937.987.987272727374无无0.5017.317.316.716.716.016.2916.2915.9515.9516.29193.2193.2193.2193.2193.2IIW Authorised Training Body 不锈钢按室温下的金相组织分为铁素体型不锈钢、马氏不锈钢按室温下的金相组织分为铁素体型不锈钢、马氏体及沉淀硬化型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体加铁体及沉淀硬化型不锈钢、奥氏体型不锈钢、奥氏体加铁素体双相型不锈钢。素体双相型不锈钢。)奥氏体不锈钢 奥氏体不锈钢是应用最广泛的不锈钢，可用于建筑装饰、食品工业、医药、石油化工容器、核电等领域。由于
6、奥氏体不锈钢的Cr、Ni含量较高，因此在氧化性、中性以及弱还原性介质中均具有良好的耐蚀性。其塑性、韧性优良，冷、热加工性能俱佳，焊接性优于其它类型不锈钢。奥氏体不锈钢包括了Fe-Cr-Ni，Fe-Cr-Ni-Mo，Fe-Cr-Ni-Mn系列。为改善某些性能，满足特殊需要，还单独或复合添加了N、Nb、Cu、Si等合金元素。不锈钢的类型和用途不锈钢的类型和用途IIW Authorised Training Body)铁素体不锈钢 Cr13和Cr17型铁素体不锈钢主要用于腐蚀环境不十分苛刻的场合，如室内装饰、厨房设备、家电产品。超低碳高铬含钼的铁素体不锈钢，对应力腐蚀不敏感，具有耐点蚀、缝隙腐蚀性能
7、，广泛用于热交换器，耐海水、有机酸及制碱设备。当铁素体超过16%，存在加热脆化倾向，在400600温度，易产生475脆化，加热到900易造成晶粒粗大，使塑性降低。IIW Authorised Training Body)马氏体不锈钢 马氏体不锈钢应用于硬度要求较高，耐蚀性不高的场合，如餐具、量具、刃具、弹簧、轴承、汽轮机叶片、泵、阀门等。此类钢Cr在12%18%范围，C在0.1%1.0%范围。4)奥氏体加铁素体双相不锈钢 奥氏体双相不锈钢具有奥氏体和铁素体不锈钢的特性，强度较高，韧性良好，耐氯化物腐蚀。适于制作冷凝器，石油化工、耐海水腐蚀、热交换器等设备。双相不锈钢通常铁素体体积分数不低于5%
8、，与奥氏体钢相比具有较低的热裂纹倾向，热影响区的铁素体粗化也较低。IIW Authorised Training Body 5)沉淀硬化不锈钢 它是在不锈钢基础上添加硬化元素并通过热处理方式获得高强度、高韧性和耐蚀性。主要用于耐磨，耐蚀、高强度结构件。如轴、齿轮、叶片等传动部件，以及高强度压力容器、化工设备等。IIW Authorised Training Body钢号钢号化学成分（化学成分（%）CmaxSimaxMnmaxP maxSNmaxCrMoNiNbTi其它其它X3CrTi170.051.001.000.0400.01516.00-18.004(C+N)+0.15-0.80X2CrM
9、oTi18-20.251.001.000.0400.0150.03017.00-21.001.80-2.504(C+N)+0.15-0.80X2CrMoTiSi18-20.031.500.500.0400.15-0.3517.00-19.002.00-2.500.30-0.80(C+N)0.00.04040X6CrMoNb17-10.081.001.000.0400.0150.04016.00-18.000.80-1.401.20-1.607(C+N)+0.10-1.00X2CrNbZr170.031.001.000.0400.01516.00-17.500.35-0.55Zr7(C+N)+0
10、.15X2CrAlTi18-20.031.001.000.0400.01517.00-18.004(C+N)+0.15-0.80Al 1.70-2.10X2CrTiNb180.031.001.000.0400.01517.50-18.503C+0.3-1.000.10-0.60X2CrMoTi29-40.251.001.000.0300.0150.04528.00-30.003.50-4.504(C+N)+0.15-0.80铁素体不锈钢化学成分 IIW Authorised Training Body钢号钢号化学成分（化学成分（%）CSi maxMnmaxPmaxSCrCuMoNbNi其它其它
11、X12CrS130.08-0.151.001.500.0400.15-0.3512.00-14.000.60X30Cr130.26-0.351.001.500.0400.01512.00-14.000.60X39Cr130.36-0.421.001.000.0400.01512.50-14.50X45Cr130.43-0.501.001.000.0400.01512.50-14.50X90CrMoV180.85-0.951.001.000.0400.01517.00-19.000.90-1.30V 0.07-0.12X7CrNiAl17-70.090.701.000.0400.01516.00
12、-18.006.50-7.80Al 0.70-1.50X8CrNiMoAl15-7-20.100.701.200.0400.01514.00-16.002.00-3.006.50-7.80Al 0.70-1.50X5CrNiMoAlNb15-40.070.701.000.0400.01513.00-15.001.20-2.001.20-2.000.15-0.605.00-6.00马氏体不锈钢化学成分 IIW Authorised Training Body钢号钢号化学成分（化学成分（%）CSiMnPSCrNCuMoiTiNbX10CrNi18-80.05-0.152.002.000.0450.
13、01516.00-19.000.110.806.00-9.50X2CrNi19-110.031 1.002.000.0450.01518.00-20.000.1110.00-12.00X2CrNiMo17-12-20.031 1.002.000.0450.01516.50-18.500.112.00-2.5010.00-13.00X2CrNiMoN17-11-20.031 1.002.000.0450.01516.50-18.500.12-0.222.00-2.5010.00-12.00X6CrNiMoTi17-12-20.081 1.002.000.0450.01516.50-18.502.
14、00-2.5010.50-13.50Nb 5C-0.70X6CrNiMoNb17-12-20.081 1.002.000.0450.01516.50-18.502.00-2.5010.50-13.50Ti 10C-1.00奥氏体不锈钢化学成分 IIW Authorised Training Body奥氏体铁素体不锈钢的化学成分 钢种钢种化学成分（化学成分（%）钢号钢号材料材料号号Cmax.Simax.Mnmax.Pmax.Smax.NCrCuMoNiWX2CrNiN23-4*）1.4362*)0.0301.002.000.0350.0150.05-0.2022.00-24.000.10-0.6
15、00.10-0.603.50-5.50X3CrNiMoN27-5-21.44600.051.002.000.0350.0152)0.05-0.2025.00-28.001.30-2.004.50-6.50X2CrNiMoN22-5-31.44620.0301.002.000.0350.0150.10-0.2221.00-23.002.50-3.504.50-6.50X2CrNiMoCuN25-6-31.45070.0300.702.000.0350.0150.15-0.3024.00-26.001.00-2.502.70-4.005.50-7.50X2CrNiMoN25-7-4*）1.4410
16、*)0.0301.002.000.0350.0150.20-0.3524.00-26.003.00-4.506.00-8.00X2CrNiMoCuWN25-7-41.45010.0301.001.000.0350.0150.20-0.3024.00-26.000.50-1.003.00-4,006.00-8.000.50-1.00IIW Authorised Training Body钢种3(A80)纵向,横向纵向屈服强度或0.2%延伸N/2 min.板12mm圆钢25抗拉强度N/2板12mm2棒20圆钢25延伸率%min.抗晶间腐蚀(DIN50914)钢号材料号平板板厚 圆钢直径供货状态下焊
17、接状态312(A5)25(A5)纵向横向X6Cr131.4000退火退火调质调质185-25040040060055070015-20-15132018没有没有没有没有没有没有没有没有X6CrAl131.4002退火退火调质调质185-25040040060055070015-20-15132018没有没有没有没有没有没有没有没有X6Cr17X6CrTi17X4CrMoS181.40161.45101.4105退火退火退火退火退火退火1851852002702702704506004506004506501818-2020-1818-202020有有有有没有没有没有没有有有-铁素体钢室温时的机
18、械性能和抗晶间腐蚀性IIW Authorised Training Body钢种热处理状态硬度HB/HV max.板25mm钢棒及轧制件屈服强度或0.2%延伸N/2 min.板钢棒及轧制件抗拉强度N/2板2棒20延伸率%min.ISO-V型缺口冲击功J min钢号材料号板状(A5)钢棒及轧制 3纵向横向325尺寸mm纵向横向切向尺寸mm 纵向横向切向纵向横向X10Cr131.4006退火调质200-25042045065060080015-20161513256060,160201815-1513256060,160-X15Cr131.4024退火调质225-450720650800-1515
19、131006060,160-1414-12121006060,160-3025-20-X20Cr131.4021退火调质调质230-450550740650800750950-15131818-1006060,1601604006060,160160400-1414-1412-10-8-1212121010101006060,1601604006060,160160400-3025-20-调质状态下马氏体钢室温时的机械性能IIW Authorised Training Body钢种屈服强度N/2 min.板，钢棒及轧制件抗拉强度N/2板20钢棒及轧制件延伸率%min.V型缺口冲击功J min钢
20、棒及轧制抗晶间腐蚀(DIN50904)钢号材料号板状(A5)钢棒及轧制 0.2%塑性变形1%塑性变形3375尺寸mm纵向横向切向尺寸mm 纵向横向切向供货状态焊接状态纵向横向纵向横向X5CrNi18 101.430119523050070035404016016025045-35404016016025085-55557065有有X5CrNi18 121.430318522049069035404016045-1608555-有有X10CrNiS18 91.430519523050070037423516035-160-没有没有X2CrNi19 111.43061802154606803540
21、4016016025045-35404016016025085-55557065有有X2CrNiN18 101.431127030555076035423516016025040-30353516016025085-5555(50)6560有有IIW Authorised Training Body2.1不锈钢焊条电弧焊用焊条（不锈钢焊条电弧焊用焊条（ISO 3581-A）焊条标记举例：焊条标记举例：ISO 3581-A E 19 12 2 R 3 4其中 ISO 3581-A：国际标准编号，A表示按照名义化学成分分类；E：焊条电弧焊用药皮焊条；19 12 2：全焊缝金属的化学成分为19%Cr
22、,12%Ni和2%Mo；R：焊条药皮类型为金红石型；3：使用a.c.或d.c.，焊条熔敷率为125%；4：焊接位置为平板对接和角焊缝船形位置 2、不锈钢焊接用填充材料、不锈钢焊接用填充材料IIW Authorised Training Body2.2 不锈钢电弧焊用焊丝、焊棒（不锈钢电弧焊用焊丝、焊棒（ISO14343-A）例如：例如：ISO14343-A G 20 10 3 ISO14343-A W 20 10 3 ISO14343-A S 20 10 3ISO 14343A：国际标准编号，A表示按名义成分分类；G、W、S 分别代表熔化极气体保护焊、非熔化极气 体保护焊和埋弧焊标记；20 1
23、0 3 表示焊丝或焊棒的化学成分标记。IIW Authorised Training Body2.3 不锈钢气体保护焊用药芯焊丝（不锈钢气体保护焊用药芯焊丝（ISO17633-A）例如：例如：ISO 17633-A T 19 12 3L R M 3ISO 17633A：国际标准编号，A表示按名义成分分类；T：药芯焊丝/金属熔化极电弧焊；19 12 3L：全焊缝金属的化学成分，C0.04%、Cr17-20%Ni10-13%、Mo2.5-3%；R：焊药类型，R为金红石型；M：保护气体，M为混合气体；3：焊接位置，3为平焊平角焊位置。IIW Authorised Training Body 3.1
24、焊接方法选择焊接方法选择 焊条电弧焊、非熔化极气体保护焊、埋弧焊、熔化极气体保护焊、等离子焊等方法都可用于不锈钢的焊接。选择焊接方法时，要根据母材的焊接性，接接头力学性能、耐腐蚀性能要求确定。焊条电弧焊具有适应各种焊接位置与不同板厚的优点，但效率较低。埋弧焊效率高，适用于中厚板的平焊。由于埋弧焊热输入大，熔深大，应注意防止热裂纹的产生和热影响区耐蚀性的降低。钨极氩弧焊具有热输入小，焊接质量优良的特点，特别适于薄件的焊接。熔化极富氩气体保护焊是高效优质的焊接方法，对于中厚板应采用射流过渡熔滴过渡形式，薄板采用短路过渡形式。等离子焊是一种高效、经济的焊接方法，适用于1012mm产品厚度。3、不锈钢
25、的焊接、不锈钢的焊接 IIW Authorised Training Body 3.2奥氏体不锈钢焊接性奥氏体不锈钢焊接性 1）晶间腐蚀 焊缝在450850停留，或在焊接热循环作用下，加热至450850热影响区内，晶粒边界处析出碳化铬(Cr23C6),使晶界奥氏体局部贫铬，晶粒失去联系，丧失耐腐蚀能力。2）热裂纹 焊接奥氏体不锈钢时，焊缝和近缝区易产生热裂纹。奥氏体不锈钢具有低的热导率、高线膨胀系数，焊接接头在冷却过程中可形成较大拉应力；奥氏体钢焊缝易产生方向性很强的柱状晶，促使有害杂质的偏析，形成晶间低熔点液态夹层。IIW Authorised Training Body图1舍夫勒图说明了奥
26、氏体焊缝中热裂纹试验的情况，图中裂纹线（HR）以下含有适量的铁素体，焊缝不会产生热裂纹。IIW Authorised Training Body 3）析出脆性相 在奥氏体中存在铁素体时，焊缝在650850停留时间过长，有可能析出一种脆硬的金属间化合物，降低塑性、韧性和抗晶间腐蚀性能。IIW Authorised Training Body1）正确选用焊接材料，选用低含碳量和含稳定化元素Ti、Nb的焊材、含适量铁素体促进元素（Cr、Mo、Si等）的焊材、限制焊缝中杂质含量；2）采用小的线能量，小电流、窄焊道、多道焊、不摆动快速施焊，填满弧坑；3）控制层间温度，Max200，最好100；快速冷却，
27、减少在450850的停留时间；4）背面加气体保护；5）采用奥氏体不锈钢钢丝刷清理焊缝；8）工作场地、材料、工具要清洁，与其他材料分开存放；9）焊后酸洗、钝化处理；10）固溶处理，将焊接接头加热到10501100，然后急冷得到稳定的奥氏体组织；11）稳定化处理，将焊接接头加热到850900，保温一定时间，使奥氏体晶粒内部的Cr有充分时间扩散到晶界，使晶界处的含Cr量又恢复到临界值以上。3.3奥氏体不锈钢焊接工艺要点奥氏体不锈钢焊接工艺要点IIW Authorised Training Body 3.4其它类型不锈钢的焊接要点其它类型不锈钢的焊接要点 3.4.1 铁素体不锈钢的焊接铁素体不锈钢的焊
28、接 铁素体不锈钢主要的焊接问题是产生硬而脆的相和475 脆性。铁素体不锈钢焊接要点：1）铁素体不锈钢室温韧性差，要预热焊接；2）采用较小的热输入量焊接，细直径焊条、小焊接电流、窄焊道，多层多道，控制层间温度；3）严格控制焊后热处理，热处理目的是细化晶粒、消除晶间腐蚀，防止产生相和475 脆性。IIW Authorised Training Body 3.4.2马氏体不锈钢的焊接马氏体不锈钢的焊接 含碳量较高的马氏体不锈钢，空冷条件下淬硬倾向很大，焊缝及焊接热影响区的组织通常为硬而脆的高碳马氏体，含碳量越高，硬脆倾向越大。当接头拘束度较大或氢含量较高时，易产生冷裂纹。为了避免裂纹及改善焊接接头力学性能，马氏体不锈钢焊接时应采取预热、后热和焊后立即高温回火等措施。IIW Authorised Training Body 3.4.3奥氏体奥氏体铁素体双相不锈钢的焊接铁素体双相不锈钢的焊接 双相不锈钢有良好的焊接性，它既不象铁素体不锈钢因晶粒严重粗化而使接头脆化和塑韧性大幅降低，也不像奥氏体不锈钢对焊接热裂纹比较敏感。双相不锈钢焊接冷裂纹及热裂纹的敏感性都比较小，因此焊前不需要预热，焊后不需要热处理。为获得合理的相比例及防止脆化相的析出，应选择合理的焊接热输入并严格控制层间温度措施。IIW Authorised Training Body
