珠光體鋼與高鉻鋼的分類01珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用02珠光體鋼與高鉻鋼焊接工藝03目錄/Contents珠光體鋼與高鉻鋼焊接實例04一、珠光體鋼與高鉻鋼的分類組織類型類別鋼號高鉻鋼（鐵素體型和馬氏體型）Ⅶ高鉻不銹鋼：06Cr13、12Cr13、20Cr13、30Cr13Ⅷ高鉻耐酸耐熱鋼：Cr17、Cr17Ti、Cr25、1Cr28、14Cr17Ni2Ⅸ高鉻熱強鋼：14Cri1MoVNB、1Cr12WNiMoV、14Cr1MoV組織類型類別鋼號珠光體鋼Ⅰ低碳鋼：Q195、Q215、Q235、Q255、08、10、15、Q245（20）Ⅱ中碳鋼和低合金鋼：Q275、Q295、Q345、15Mn、20Mm、25Mn、30Mn2、30、15Mn2、18MnSi、27SiMn、15Cr、20Cr、30Cr、10Mn2、20CrMnTi、20CrVⅢ潛艇用低合金鋼AK25、AK17、AK28、AJ15Ⅳ高強度中碳鋼和低合金鋼：35、40、45、50、55、35Mn、45Mn、50Mn、40Cr、45Cr、50Cr、35Mn2、40Mn2、45Mn2、50Mn2、30CrMnTi、40CrMn、40CrMn、35CrMn、40CrV、25CrMnSi、30CrMnSi、35CrMnSiAⅤ鉻鉬熱穩定鋼：15CrMo、30CrMo、35CrMo、38CrMoAlA、12CrMo、20CrMoⅥ鉻鉬釩、鉻鉬鎢熱穩定鋼：20Cr3MoWVA、12CrlMoV、25CrMoV一、高鉻鋼的分類高鉻鋼分馬氏體型高鉻鋼鐵素體型高鉻鋼二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與馬氏體鋼型高鉻鋼組合焊接接頭在焊接熱循環條件下冷卻時出現淬硬組織是產生冷裂紋的根源、特別是在氫來不及逸出而聚集的場合。珠光體鋼與馬氏體型鋼熱物理性能（線脹系數及熱導率）的較大差異，更會使焊接接頭出現較大的殘余應力，焊件厚度及拘束度越大，殘余應力就越明顯增大，更促進了焊接接頭的冷裂紋傾向。

焊接冷裂紋二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與馬氏體鋼型高鉻鋼組合珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼組合的焊接接頭中，在馬氏體型高鉻鋼母材側的近縫區，易出現粗大的鐵素體和碳化物組織，焊接接頭品粒粗化的基本原因是由于大多數馬氏體型高鉻鋼的化學成分特點，使之處于舍夫勒爾組織圖的馬氏體鐵素體雙相邊界上。

焊接接頭脆化二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與馬氏體鋼型高鉻鋼組合晶粒粗化使得焊縫金屬的塑性降低，脆性增加。特別是在馬氏體型鋼中含鉻量較高、焊件在550℃左右進行焊后熱處理時，容易出現回火脆性，當馬氏型高鉻鋼中ω(Cr)≥15%時，如果在350~500℃進行長時間的加熱并在緩慢冷卻后，也會有脆性現象出現。

焊接接頭脆化二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與鐵素體型高銘鋼組合的焊接性特點，主要取決于鐵素體型高鉻鋼的焊接性要求。存在的主要問題是接頭鐵素體型高鉻鋼側熱影響區有較大的粗晶脆化傾向。含鉻量越高，高溫停留時間越長，接頭的脆化傾向越大，沖擊韌度越低。同樣由于珠光體鋼與鐵素體型高鉻鋼熱物理性能（線脹系數、導熱性能）的差異，大大增加了裂紋發生傾向。珠光體鋼與鐵素體型高鉻鋼組合二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與馬氏體鋼型高鉻鋼組合馬氏體型高鉻鋼母材本身就是硬而脆的馬氏體組織，焊接性很差，因此珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼的焊接性主要取決于馬氏體型鋼焊接性要求。二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與馬氏體鋼型高鉻鋼組合從焊接材料選用的角度來講，珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼組合的焊接，采用珠光體鋼焊接材料（焊條或焊絲）比較合理，焊后焊縫塑性較好，脆性擴散層也較小，盡量減少擴散層及減少脫碳層中的晶粒長大現象。二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與鐵素體型高鉻鋼組合存在的主要問題是接頭鐵素體型高鉻鋼側熱影響區有較大的粗晶脆化傾向。含鉻量越高，高溫停留時間越長，接頭的脆化傾向越大，沖擊韌度越低，大大增加裂紋發生傾向。鐵素體型高鉻鋼（鐵素體型不銹鋼）因為含鉻量比（馬氏體型不銹鋼）馬氏體型高鉻鋼高，鐵素體型高鉻鋼與珠光體鋼組合焊時，建議選用奧氏體型高鉻鋼的焊接材料。二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼焊接時所用的焊條、預熱溫度和焊后熱處理異種鋼組合焊條預熱溫度/℃焊后熱處理規范低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼+高鉻不銹鋼E5503-B1(R202)、E5515-B1（R207)和E5515-B2（R307）如焊后無法進行熱處理，則采用E309-16（A302）和E309-15（A307）焊條300~400℃

如焊后無法進行熱處理，且采用上述焊條時，預熱溫度為150~200℃650~680℃，焊件工作溫度在350℃以下，焊后應立即熱處理。中碳鋼、中碳錳鋼、低合金鋼+高鉻不銹鋼E5503-B1(R202)、

E5515-B1（R207）焊條300~400℃620~660℃消除應力、除氫處理，焊件工作在350℃以下，焊后必須立即處理。鉻鉬珠光體耐熱鋼+高鉻不銹鋼E5515-B2（R307）焊條300~400℃680～700℃，焊后立即進行，焊件可在500℃以下工作。鉻鉬釩、鉻鉬鎢珠光體耐熱鋼+高鉻不銹鋼內部焊縫用E5515-B2

（R307）焊條；表層焊縫用

E5515-B2、V（R317）焊條300~400℃焊后立即進行

720～750℃熱處理

焊件可工作于540℃以下二、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接性分析和填充材料的選用珠光體鋼與鐵素體型高鉻鋼焊接時所用的焊條、預熱溫度和焊后熱處理異種鋼組合焊條預熱溫度/℃焊后熱處理規范低碳鋼、中碳鋼、低合金鋼+鐵素體型高鉻鋼E309-16(A302)

E309-15(A307)不進行預熱既不耐晶間腐蝕，又不承受沖擊載荷，所以不能用于侵蝕性液體介質中中碳鋼、中碳錳鋼、低合金鋼+鐵素體型高鉻鋼250~350不耐晶間腐蝕，所以不自用于侵蝕性液體介質中，工作溫度僅限于350℃以下

鉻鉬珠光體耐熱鋼+鐵素體型高鉻鋼可不預熱，也可

經受150~200預熱

不耐晶間腐蝕，又不能用于侵蝕性的液體介質中

鉻鉬釩、饹鉬鎢珠光體耐熱鋼+鐵素體型高鉻鋼150~200

既不耐晶間腐蝕，又不賞承受沖擊載荷，所以不能用于侵蝕性的液體介質中，且工作溫度僅限于500℃以下焊接方法三、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接工藝為防止珠光體鋼與馬氏體高鉻鋼組合熔焊接頭產生的脆化和冷裂紋缺陷，應采用熱輸入小的焊接方法和工藝，使用焊條電弧焊時采用短弧焊、小電流，MAG焊時采用短路過渡形式。珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼焊接方法三、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接工藝珠光體鋼與鐵素體型高鉻鋼組合熔焊常用的焊接方法有焊條電弧焊、TIG焊、MIG焊，但切記焊前不需預熱、焊后不回火。珠光體鋼與鐵素體型高鉻鋼三、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接工藝珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼預熱溫度應按淬硬傾向大的馬氏體型高鉻鋼的要求選擇。對于珠光體中淬火傾向較大或結構厚度較厚時，預熱溫度應稍高一些。但為了防止馬氏體型高鉻鋼側金屬的晶粒粗化，預熱溫度不能太高，預熱溫度通常選為150~400℃。預熱珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼易產生焊接冷裂紋以及焊接接頭脆化，為防止珠光體鋼與馬氏體高鉻鋼組合熔焊接頭產生的脆化和冷裂紋缺陷。需要采取如下工藝措施:三、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接工藝珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼需要采取如下工藝措施:馬氏體型高鉻鋼一般是在調質狀態下進行焊接的，為防止裂紋的產生，以及調節焊接接頭的力學性能，通常要進行650~700℃的高溫回火處理。焊后熱處理為防止冷裂和焊接接頭脆化，應采用熱輸入小的焊接工藝。焊條電小電流；MAG焊時采用短路過渡形式。焊接參數三、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接工藝珠光體鋼與馬氏體型高鉻鋼低碳鋼與馬氏體型高鉻鋼組合的不同焊接方法、焊接材料選用及熱處理工藝。鋼材牌號焊接方法焊接材料

預熱溫度/℃焊后熱處理型號牌號Q235+12Cr13焊條電弧焊E309-15A307

A302

J502,J507150~300700～730℃回火Q235+20Cr13E309-16150~300700-730℃回火Q235+12Cri1MoVE316-16300-400冷至100-150℃，升溫至700℃上回火E11MoVNi-15E11MoVNi-16Q235+20Cr13埋弧焊H12MoCrA焊劑：

HJ431150~300650-700℃回火Q235+30Cr13H12MoCrA150~300冷至100~150℃，升溫至680℃上回火Q235+40Cr13H12CrMoVA150~350650~680℃回火Q235+12Cr11MoVCO2保護焊H06CrNi2MoA300-400650-680℃回火Q235+12Cr12WMoVH06CrNi2MoA300-400冷至100-150℃，升溫至700℃上回火三、珠光體鋼與高鉻鋼的焊接工藝焊接時采用小電流短弧焊、快速焊，當采用焊條電弧焊時，焊條不要擺動，盡量用較窄的焊道進行焊接。多層焊時，層間溫度宜在低于100℃后再焊下一道。珠光體鋼與鐵素體型高鉻鋼四、珠光體鋼與高鉻鋼的應用實例水輪機轉輪A216鋼（珠光體鋼）與X5CrNi13-4（馬氏體型不銹鋼）的焊接焊絲焊接電流/A電弧電壓/V保護氣體（%）氣體流量(L/min）打底焊填充焊200~26028~32Ar95+CO2518H06Cr23Ni13Φ1.2mmH022Cr17Ni14Mo2Φ1.2mm葉片厚達34~225mm，TIG焊與焊條電弧焊均不能滿足要求，故選擇MIG焊。鑒于兩種鋼材的化學成分與力學性能相差懸殊（馬氏體型不銹鋼與C-Mn鋼間相焊），焊前應在C-Mn鋼表面先堆焊過渡層，然后再與葉片相焊。焊接方案的選擇四、珠光體鋼與高鉻鋼的應用實例水輪機轉輪A216鋼（珠光體鋼）與X5CrNi13-4（馬氏體型不銹鋼）的焊接以φ1.2mmH06Cr23Ni13（0Cr23Ni13）焊絲進行3層MIG焊，堆焊加工后堆焊層厚達5mm，并經100