不锈钢焊接接头的构成

不锈钢焊接接头的构成

焊接接头是指整个焊接区，包括:①结合区，即焊缝金属(WM);②热影响区(HAZ)，即邻近焊缝区域的母材金属受焊接热传导，引起组织和性能发生变化的区域;③熔合区(在熔合线附近)，即焊缝和热影响区的交界处。

焊缝金属(WM)是焊接填充材料(如焊条)和部分母材在电弧等热源作用下熔化、凝固后形成的，是铸态树枝状结晶，与母材(轧制或锻造)的比较均匀、细小，方向性不明显的组织不同，故其性能有明显的差别。此外由于焊接熔池的瞬时特点，冶金反应是不平衡、不均匀的，容易发生合金元素的氧化(烧损)，焊缝金属增碳，增硫、磷现象，以及形成夹渣、气孔、裂纹等缺陷会影响到焊缝金属的力学性能和腐蚀性能。在一定的工艺条件下，焊缝金属的质量主要取决于焊接材料的质量。而电阻焊不需填加焊材，其焊缝的组织和性能主要取决于母材和焊接工艺。

如前所述，热影响区(Haz >，是焊接过程紧邻焊缝，受焊接热过程影响，发生了组织和性能变化的母材部分。不言而喻，热影响区的上限温度是母材的熔点温度，而下限温度和距焊缝熔合线的距离有关，是不确定的，因为不同钢种受焊接加热的影响，其组织和性能发生变化的温度是不同的。而且随着焊接工艺参数的变化，被焊工件的断面尺寸的不同，热传导不同，热影响区下限温度距焊缝熔合线的距离可能是几个毫米或十几个毫米，例如奥氏体不锈钢通常发生Cr23C6碳化物析出，引起晶间腐蚀和6相形成的温度大约650℃和450 0C。因此焊接接头在焊接时达到至少450℃以上的母材部分属于热影响区。而铁素体一奥氏体双相不锈钢在280℃时即会发生a’的析出，并发生脆化，因此母材在焊接时达到这一温度以上的范围可视为热影响区。热影响区是焊接接头的重要组成部分，热影响区紧邻焊缝在1 300℃以上的部分晶粒长大，局部晶界熔化，以及450一850℃范围Cr23C6,  Cr7C3}。转变等是引起力学性能下降，耐蚀性能降低，常常是焊接结构损坏、失效以至报废的主要原因。热影响区的组织和性能的变化，主要是母材本身的问题，而与焊接材料关系不大。要改善热影响区的性能，应通过调整母材的成分和组织来实现，例如奥氏体不锈钢添加妮和钦或降低母材的碳含量，使碳含量<0.03%，可以防止热影响区的晶间腐蚀倾向。

熔合区(熔合线附近)，是焊缝和母材热影响区交界处。实际上它是具有一定尺寸的从焊缝到热影响区的过渡区。如图11一1一2所示过渡区是由2, 3两部分即不完全混合区和半熔化区组成。熔合区的最大的特征是具有明显的化学成分不均匀性，从而引起组织不均匀性，而且填充金属和母材成分的差别越大，熔合区的成分和组织的不均匀性越明显，以致给焊接接头的力学性能、耐腐蚀性能带来重大影响。熔合区常常成为焊接接头最薄弱的环节，脆性断裂、焊接裂纹都容易在这一部位发生和发展。

焊接接头的性能，通常应包括焊缝、熔合区、热影响区三部分的性能，在检验焊接接头的力学性能时常常需要单独测试焊缝、熔合区和热影响区的性能。