30Cr13马氏体不锈钢焊接工艺评定

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(森松(江苏)重工有限公司，江苏 南通 226000)

0 前言

3Cr13钢属于马氏体类型不锈钢，机械加工性能好，经热处理(淬火回火)后，具有优良的耐腐蚀性能、较高的强度以及较好的耐磨性，用于力学性能要求较高、耐蚀性能要求一般的零件上，如弹簧、汽轮机叶片、刃具、喷嘴、阀座、阀门/水压机阀等，也常用来制造测量器械、医用工具。2017年，森松(江苏)重工有限公司承接了煤矿设备制造项目，焊接结构的母材涉及有30Cr13马氏体不锈钢，由于含碳量高，在具有较高的强度、硬度和淬透性的同时，其焊接性能较差。为保证产品质量，进行了多次焊接工艺试验，最终确定了焊接材料和焊接工艺参数，通过了焊接工艺评定的要求。

1 焊接性分析

30Cr13马氏体不锈钢的含碳量较高，同质焊缝及热影响区焊接后均为硬而脆的马氏体组织，温度超过1 150 ℃的热影响区内，晶粒会显著长大。因此，焊缝和热影响区易产生粗大的马氏体组织，在较大焊接残余应力作用下，易产生冷裂纹[1]。为了防止焊接接头的淬硬组织，控制冷裂倾向，除了选用合适的焊接材料外，还应采取焊前预热和焊后缓冷措施，改善焊接接头的组织和力学性能。

图1是用30Cr13马氏体不锈钢制造的典型部件结构，由上、下法兰和筒体构成，筒体由两块30Cr13板材经过温压成形和组对拼焊而成。不难看出，成形和焊接后筒体上方4个顶角处是主要应力集中点。

图1 典型部件的焊接结构

2 评定试验及焊接工艺

2.1 试验材料

通常采用等强度原则选择焊接材料。……