奧氏體不銹鋼焊接時(shí)，焊縫及熱影響區(qū)均可能出現(xiàn)熱裂紋。最常見的是焊縫結(jié)晶裂紋，有時(shí)在熱影響區(qū)或多層焊層間金屬也可出現(xiàn)液化裂紋。奧氏體鋼具有較大的熱裂紋敏感性，主要取決于鋼的化學(xué)成分、組織與性能的特點(diǎn)。

  奧氏體不銹鋼中合金元素較多，尤其是含有一定數(shù)量的鎳，它不僅提高了奧氏體的穩(wěn)定性，而且還易和硫、磷等雜質(zhì)形成低熔點(diǎn)化合物或共晶，如Ni-S共晶熔點(diǎn)為645℃、Ni-P共晶熔點(diǎn)為880℃,比Fe-S、Fe-P共晶熔點(diǎn)更低，危害性也更大。其他一些元素如硼、硅等的偏析，也將促使產(chǎn)生熱裂紋。

  奧氏體不銹鋼焊縫易形成方向性強(qiáng)的粗大柱狀晶組織，有利于有害雜質(zhì)和元素的偏析，從而促使形成連續(xù)的晶間液膜，提高了熱裂紋的敏感性。

  從奧氏體不銹鋼的物理性能看，它具有熱導(dǎo)率小、線膨脹系數(shù)大的特點(diǎn)，因而在焊接不均勻加熱的情況下，極易形成較大的拉應(yīng)力，促進(jìn)了焊接熱裂紋的產(chǎn)生。

  由以上分析可知，與結(jié)構(gòu)鋼相比，奧氏體不銹鋼的焊接熱裂紋傾向較大，尤其是高鎳奧氏體不銹鋼。

防止奧氏體不銹鋼焊接熱裂紋的主要措施如下：

  ①. 嚴(yán)格控制有害雜質(zhì)硫、磷的含量，鋼中含鎳量越高，越應(yīng)該嚴(yán)格控制。

  ②. 調(diào)整焊縫金屬的組織

   奧氏體不銹鋼焊縫可以是單相的奧氏體組織，也可以是奧氏體為主的雙相組織。大量實(shí)踐證明，單相奧氏體組織的焊縫，對(duì)熱裂紋的敏感性較大，而雙相組織的焊縫，則具有良好的抗裂性能，如表6-2中所列出的奧氏體焊縫中鐵素體的影響。焊接18-8型不銹鋼時(shí)，如果形成Y+5%δ的雙相組織，不僅可以提高抗晶間腐蝕能力，而且又減小了熱裂敏感性。焊縫中的δ相，可以細(xì)化晶粒，消除單相奧氏體的方向性，減少有害雜質(zhì)在晶界的偏析，而且δ相能溶解較多的硫、磷，并能降低界面能，阻止晶間液膜的形成，從而有利于提高焊縫的抗熱裂紋能力。

  表6-2 奧氏體焊縫中δ-鐵素體的影響

 ③. 調(diào)整焊縫金屬合金成分

  當(dāng)在焊縫中不允許有雙相組織時(shí)，如表6-3中“不希望有δ-鐵素體的理由”所列出的各項(xiàng)，就必須對(duì)焊縫金屬進(jìn)行合理的合金化。如在單相穩(wěn)定奧氏體鋼中適當(dāng)增加Mn、C、N的含量可以提高焊縫的抗裂性能。此外，加入少量的鈰、鋯、鉭等微量元素，可以細(xì)化焊縫組織、凈化晶界，也可減少焊縫的熱裂紋敏感性。

 ④. 工藝措施

  在焊接奧氏體不銹鋼時(shí)，應(yīng)盡量減小熔池過熱，以防止形成粗大的柱狀晶。奧氏體不銹鋼焊接宜采用小線能量及小截面的焊道。

 至于液化裂紋，它主要出現(xiàn)于25-20型的奧氏體不銹鋼的焊接接頭中。為了防止產(chǎn)生液化裂紋，除了嚴(yán)格限制母材中的雜質(zhì)含量以及控制母材的晶粒度以外，在工藝上應(yīng)采用高能量密度的焊接方法、小線能量和提高接頭的冷卻速度等措施，以減小母材的過熱和避免近縫區(qū)晶粒的粗化。