奧氏體不銹鋼具有良好的焊接性，目前工業(yè)上應用最廣，本文比較詳細的分析了奧氏體不銹鋼在焊接時產(chǎn)生熱裂紋、晶間腐蝕、應力腐蝕開裂原因和防治措施， 在生產(chǎn)中加以預防，便可獲得優(yōu)良的焊接接頭。
    不銹鋼是不銹耐酸鋼的簡稱，按合金元素和顯微組織不銹鋼可分成五種類型：馬氏體鋼；鐵素體鋼、奧氏體鋼、沉淀硬化鋼；雙相鋼。其中奧氏體不銹鋼是在鉻含量為18%的鐵素體型不銹鋼中加入Ni、Mn、N等奧氏體形成元素而獲得的鋼種系列，它是目前工業(yè)上應用最廣的不銹鋼，被廣泛應用于化工容器、食品工業(yè)和機械設備中，真空冶煉爐普遍采用奧氏體不銹鋼作為爐體材料。
    1.奧氏體不銹鋼的焊接缺陷
    1.1.晶間腐蝕
    產(chǎn)生在晶粒之間的腐蝕，其導致晶粒間的結合力喪失，強度幾乎完全消失，當受到應力作用時，即會沿晶界斷裂。
    1.1.1.產(chǎn)生原因
    根據(jù)貧鉻理論,焊縫和熱影響區(qū)在加熱到450～850℃敏化溫度（危險溫度區(qū)）時，由于Cr原子半徑較大，擴散速度較小，過飽和的碳向奧氏體晶粒邊界擴散，并與晶界的鉻化合物在晶界形成Cr₂₃C₆,造成貧鉻的晶界,不足以抵抗腐蝕的程度。
    1.1.2. 防止措施
    1.1.2.1.控制含碳量  采用低碳或超低碳（W(C)≤0.03%）不銹鋼焊接焊材。。
    1.1.2.2.添加穩(wěn)定劑   在鋼材和焊接材料中加入Ti、Nｂ等與Ｃ親和力比Cr強的元素，能夠與Ｃ結合成穩(wěn)定碳化物，從而避免在奧氏體晶界造成貧鉻。常用的不銹鋼材和焊接材料都含有Ti、Nb，如１Cr18Ni9Ti、E347-15焊條、H0Cr19Ni9Ti焊絲等。
    1.1.2.3. 采用雙向組織  由焊絲或焊條向焊縫中熔入一定量的鐵素體形成元素,如Cr、Si、AL、MO等，以使焊縫形成為奧氏體+鐵素體的雙相組織，因為Cr在鐵素體內(nèi)擴散速度比在奧氏體中快，因此Cr在鐵素體內(nèi)較快的向晶界擴散，減輕了奧氏體晶界的貧鉻現(xiàn)象。一般控制焊縫金屬中鐵素體含量為5%～10%，如鐵素體過多，會使焊縫變脆。
    1.1.2.4.快速冷卻   因為奧氏體不銹鋼不會產(chǎn)生淬硬現(xiàn)象，所以在焊接過程中，可以設法增加焊接接頭的冷卻速度，如焊件下面用銅墊板或直接澆水冷卻。在焊接工藝上，可以采用小電流、大焊速、短弧、多道焊等措施，縮短焊接接頭在危險溫度區(qū)停留的時間，以免形成貧鉻區(qū)。
    1.1.2.5.進行固溶處理或均勻化熱處理  焊后把焊接接頭加熱到1050～1100℃，使碳化物又重新溶解到奧氏體中，然后迅速冷卻，形成穩(wěn)定的單相奧氏體組織。另外，也可以進行850～900℃保溫2h的均勻化熱處理，此時奧氏體晶粒內(nèi)部的Cr擴散到晶界，晶界處Cr量又重新達到了大于12%，這樣就不會產(chǎn)生晶間腐蝕了。
    1.2.熱裂紋
    奧氏體不銹鋼在焊接時熱裂紋是比較容易產(chǎn)生的缺陷，包括焊縫的縱向和橫向裂紋、火口裂紋、打底焊的根部裂紋和多層焊的層間裂紋等，特別是含鎳量較高的奧氏體不銹鋼更容易產(chǎn)生。
    1.2.1.產(chǎn)生原因
    1.2.1.1.奧氏體不銹鋼的液、固相線的區(qū)間較大，結晶時間較長，且單相奧氏體結晶方向性強，所以雜質(zhì)偏析比較嚴重。
    1.2.1.2.導熱系數(shù)小，線膨脹系數(shù)大，焊接時會產(chǎn)生較大的焊接內(nèi)應力（一般是焊縫和熱影響區(qū)受拉應力）。
    1.2.1.3.奧氏體不銹鋼中的成分如C、S、P、Ni等，會在熔池中形成低熔點共晶。例如，S與Ni形成的Ni₃S₂熔點為645℃,而Ni- Ni₃S₂共晶體的熔點只有625℃。
    1.2.2.防止措施
    1.2.2.1.采用雙相組織的焊縫  盡量使焊縫金屬呈奧氏體和鐵素體雙相組織,鐵素體的含量控制在3～5%以下，可擾亂奧氏體柱狀晶的方向，細化晶粒。并且鐵素體可以比奧氏體溶解更多的雜質(zhì)，從而減少了低熔點共晶物在奧氏體晶界的偏析。
    1.2.2.2.焊接工藝措施  在焊接工藝上盡量選用堿性藥皮的優(yōu)質(zhì)焊條、采用小線能量，小電流、快速不擺動焊,收尾時盡量填滿弧坑及采用氬弧焊打底等，可減小焊接應力和弧坑裂。
    1.2.2.3.控制化學成分  嚴格限制焊縫中S、P等雜質(zhì)含量，以減少低熔點共晶。
    1.3.應力腐蝕開裂
    金屬在應力和腐蝕性介質(zhì)共同作用下，發(fā)生的腐蝕破壞。應力腐蝕最大特點之一是腐蝕介質(zhì)與材料的組合上有選擇性。容易引起奧氏體不銹鋼應力腐蝕主要是鹽酸和氯化物含有氯離子的介質(zhì)，還有硫酸、硝酸、氫氧化物（堿）、海水、水蒸氣、H₂S水溶液、濃NaHCO₃+NH₃+NaCl水溶液等介質(zhì)等。
    1.3.1.產(chǎn)生原因
     應力腐蝕開裂是焊接接頭在特定腐蝕環(huán)境下受拉伸應力作用時所產(chǎn)生的延遲開裂現(xiàn)象。奧氏體不銹鋼焊接接頭的應力腐蝕開裂是焊接接頭比較嚴重的失效形式,表現(xiàn)為無塑性變形的脆性破壞。 
    1.3.2.防止措施
    1.3.2.1.合理制定成形加工和組裝工藝 盡可能減小冷作變形度,避免強制組裝,防止組裝過程中造成各種傷痕。
    1.3.2.2.合理選擇焊材焊縫與母材應有良好的匹配,不產(chǎn)生任何不良組織,如晶粒粗化及硬脆馬氏體。
    1.3.2.3.采取合適的焊接工藝 保證焊縫成形良好,不產(chǎn)生任何應力集中或點蝕的缺陷,例如，避免十字交叉焊縫，Y形坡口改為X形坡口、適當減小坡口角度、采用短焊焊道、采用小線能量。
    1.3.2.4.消除應力處理 焊后熱處理,如焊后完全退火或退火;在難以實施熱處理時采用焊后錘擊或噴丸等。

    為了保障真空冶煉爐用奧氏體不銹鋼的焊接質(zhì)量，需要綜合分析奧氏體不銹鋼的焊接性能，根據(jù)具體產(chǎn)生的缺陷，分析其產(chǎn)生的原因，采取針對性的措施，以保證獲得高質(zhì)量的焊接接頭。