铁素体不锈钢室温组织为纯铁素体,塑性、韧性好,铁素体不锈钢的线膨胀系数小,焊接热裂纹和冷裂纹问题不突出,主要问题为焊后热影响区易发生晶粒粗化和发生马氏体相变,严重导致焊接接头塑、韧性降低发生脆化。

304不锈钢主要焊接问题有耐蚀性、热裂纹、析出现象。304不锈钢铬含量较高,焊接过程中铬、碳原子扩散速度差异大,易在晶界处形成金属间化合物产生晶间腐蚀,降低接头的耐蚀性。此外由于304不锈钢热导率小,线膨胀系数大在接头冷却过程中形成较大拉应力,同时以柱状晶生长有利于有害杂质偏析易形成低熔点共晶,两者共同促使产生热裂纹。

铁素体不锈钢与304不锈钢焊接除了产生常见的焊接问题外,由于其化学成分、物理性能、晶体结构、冶金组织间的巨大差异,还会产生更加复杂的冶金结合机制。首先由于其合金成分的不同造成接头处组织过渡差及耐蚀性降低,其次铁素体为体心立方晶体结构,奥氏体为面心立方晶体结构,形成非共格或半共格界面,造成晶格畸变不稳定,此外304不锈钢导热率低于铁素体不锈钢,但线膨胀系数高于铁素体不锈钢,加热冷却过程中两侧金属发生不均匀膨胀和收缩产生较大拉应力,大大降低接头性能。正是由于异种材料的连接会出现上述一系列的问题,采用传统熔化焊连接焊接问题更为突出,使得研究课题遭遇极大的困难,因而我们另辟蹊径选择采用搅拌摩擦焊技术进行实验研究。