奧氏體型不銹鋼都具有非常好的塑性和韌性，這決定了它具有良好的彎折、卷曲和沖壓成型性，因而常常被用來制成各種形狀的構件、容器或管道。這樣一來，奧氏體不銹鋼被焊接的機會也因此比其他不銹鋼大得多。這類鋼的韌性、塑性本來就好，又不會發生任何的淬火硬化，所以，盡管其線膨脹系數比碳鋼大得多，焊接過程中的彈、塑性應力和應變量很大，卻極少出現冷裂紋。奧氏體不銹鋼焊接接頭不存在淬火硬化區，又由于它有很強的加工硬化能力，所以，即使受焊接熱影響而軟化的區域，其抗拉強度仍然不低?？梢赃@樣認為，只要是不誤用焊接填充材料，焊接接頭強度不是焊接性的重點。該類鋼的熱脹冷縮特別大，所帶來的焊接性問題，主要有兩個：一個是熱裂紋問題，這與該類鋼的晶界特性和對某些微量雜質如硫、磷等敏感有關；另一個則是焊接變形較大的問題。
奧氏體型不銹鋼的耐腐蝕性能特別優良，這是其獲得最為廣泛應用調焊接接頭的各種耐腐蝕的能力。人們針對各種腐蝕環境和腐蝕機理，選用各種耐不同腐蝕的奧氏體型不銹鋼。因此，對于相應于每一種用于某種特定環境中的不同鋼種，焊接接頭都應滿足其在特定環境中的特殊耐腐蝕性要求。于是，焊接接頭的耐腐蝕問題自然也是焊接工作者不可回避的，必須面對的最主要問題，也應是不銹鋼焊管生產廠關注的主題。
奧氏體不銹鋼是使用最為廣泛的不銹鋼，這和它具有良好的機械性能、耐腐蝕性能，其焊接性在高合金鋼中被認為是最好的有關。鉻－鎳奧氏體鋼具有良好的焊接性，無淬硬性，因而在熱影響區內無淬硬現象，同時也無晶粒粗大化。但在焊接中存在以下問題：
一、碳化鉻的形成，降低了焊接接頭抗晶間腐蝕的能力
奧氏體不銹鋼焊接接頭可有三種晶間腐蝕的情況：焊縫晶間腐蝕、母材上敏化區腐蝕及刀狀腐蝕。關于奧氏體鋼晶間腐蝕的機理，一般用“貧鉻”理論來解釋。在固溶狀態下，奧氏體鋼中的碳過飽和固溶于奧氏體中。加熱過程中，過飽和的碳將以Cr23C6。的形式沿晶界析出。Cr23C6中含鉻量大大超過奧氏體基體中的含鉻量，因而使晶界附近含鉻量顯著下降，晶內的鉻原子又來不及擴散及時補充，故形成貧鉻層（Cr<11.7%).貧鉻層的電極電位比晶體內低得很多，在腐蝕質的作用下，電極電位低的晶界將成為陽極，被腐蝕溶解。
1. 焊縫晶間腐蝕和母材上敏化溫度區腐蝕
18-8型不銹鋼在450℃~850℃加熱時，具有晶間腐蝕傾向，這一溫度范圍稱為敏化溫度區間。
焊縫晶間腐蝕可有兩種情況，一種情況為焊接線能量過大或多層焊時焊縫金屬在敏化溫度區間停留時間過長所引起，即焊接狀態下已有碳化鉻析出而形成貧鉻層；另一種情況是焊接狀態下耐蝕性良好，焊后經受了敏化加熱的條件，因而具有晶間腐蝕傾向。
熱影響區、敏化區的晶間腐蝕傾向也是由于形成貧鉻層所致。但因為焊接熱循環具有快速連續加熱的特點，碳化鉻的析出需要在更高的溫度下才能較快進行，因此，焊接接頭的敏化區溫度范圍為600℃~1000℃,高于平衡加熱條件下的敏化區溫度450℃~850℃。
焊縫和熱影響區晶間腐蝕傾向與含碳量、加熱溫度和保溫時間等因素有關。因此，為提高焊接接頭抗晶腐蝕能力，一般宜采取以下措施：
①. 減小母材及焊縫中的含碳量，使加熱時減少或避免Cr32C6析出，消除產生貧鉻層的機會。例如，超低碳（C≤0.03%)不銹鋼由于含碳量較低，具有優良的抗蝕性能，但是超低碳不銹鋼的冶煉成本高。
②. 在鋼中添加穩定化元素鈦、鈮等，使之優先形成MC,而避免形成貧鉻層。
③. 使焊縫形成奧氏體加少量鐵素體的雙相組織。當焊縫中存在一定數量的鐵素體時，可以細化晶粒，增加晶界面積，使晶界單位面積上的碳化鉻析出量減少，減輕貧鉻程度。鉻在鐵素體中溶解度較大，Cr2C6優先在鐵素體中形成，而不致使奧氏體晶界貧鉻；此外，散布在奧氏體之間的鐵素體，還可能防止腐蝕沿晶界向內部擴展。
④. 控制在敏化溫度區間的停留時間。調整焊接熱循環，盡可能縮短600℃以上的高溫停留時間，以防止焊縫及熱影響區大量析出碳化鉻。如選擇能量密度高的焊接方法（如等離子弧焊），選用較小的焊接線能量，焊縫背面通氬氣或采用銅墊增加焊接接頭的冷卻速度，減少起弧、收弧次數以避免重復加熱，多層焊時與腐蝕介質的接觸面盡可能最后施焊等，均可以減少接頭的晶間腐蝕傾向。
⑤. 焊后進行固溶處理或穩定化退火。固溶處理可使已析出的Cr23C6重新溶入奧氏體中，但一般只適用于較小的工件。穩定化退火是將工件加熱到850℃~900℃保溫后空冷。其作用為使碳化物充分析出，并促使鉻加速擴散而消除貧鉻區。
2. 焊接接頭的刀狀腐蝕
刀狀腐蝕簡稱刀蝕，它是焊接接頭中特有的一種晶間腐蝕，只發生在含有穩定劑的奧氏體鋼（如321不銹鋼、316Ti不銹鋼等）的焊接接頭中。刀狀腐蝕的腐蝕部位在熱影響區的過熱區，沿熔合線發展，開始寬度僅3~5個晶粒，逐步擴大至1.0mm~1.5mm。因形狀如刀刃，故稱刀狀腐蝕。
高溫過熱和中溫敏化是導致焊接接頭產生刀蝕的重要條件。含有穩定劑的奧氏體鋼，一般以固溶狀態供貨，此時鋼中少部分的碳固溶于奧氏體，其余大部分碳則形成TiC或NbC.焊接時，在溫度超過1200℃的過熱區中，這些碳化物將溶入固溶體。由于碳的擴散能力較強，在冷卻過程中將偏聚在晶界形成過飽和狀態，而鈦則因擴散能力低而留于晶內。當焊接接頭在敏化溫度區間再次加熱時，過飽和的碳將在晶間以CraC.形式析出，在晶界形成貧鉻層，使焊接接頭抗蝕性能降低。從以上分析可知，刀狀腐蝕的形成根源也在于在晶間形成貧鉻層。
防止刀蝕的措施如下：
①. 降低含碳量 這是防止刀狀腐蝕的很有效的措施。對于含有穩定化元素的不銹鋼，含碳量最好不超過0.06%。
②. 采用合理的焊接工藝 盡量選擇較小的線能量，以減少過熱區在高溫停留時間，注意避免在焊接過程產生“中溫敏化”的效果。因此雙面焊時，與腐蝕介質接觸的焊縫應最后施焊（這是大直徑厚壁焊管內焊在外焊之后再進行的原因所在），如不能實施則應調整焊接規范及焊縫形狀，盡量避免與腐蝕介質接觸的過熱區再次受到敏化加熱。
③. 焊后熱處理 焊后進行固溶或穩定化處理，均能提高接頭的抗刀狀腐蝕能力。
二、 應力腐蝕開裂
應力腐蝕開裂是金屬在特定的腐蝕介質和拉應力的共同作用下所產生的延遲破壞現象，也稱應力腐蝕裂紋（Stress Corrosion Cracking,簡稱SCC).
鉻－鎳奧氏體不銹鋼中，產生應力腐蝕開裂常見的鋼種，有不含鈦、鈮的18-8型和17-12-Mo型鋼，其次是超低碳不銹鋼。由于介質不同，應力開裂既可呈晶間開裂形式，也可呈穿晶開裂形式，或為穿晶和沿晶混合開裂形式。
不銹鋼產生應力腐蝕開裂的影響因素很多，包括鋼材成分、組織和狀態、介質種類、溫度及濃度、應力的性質、大小以及結構特點等。
防止應力腐蝕開裂的主要措施如下：
1. 正確選擇材料及合理調整焊縫成分
根據介質特性選用對應力腐蝕開裂敏感性低的材料，應該是防止應力腐蝕開裂的最根本措施。此類鋼有高純鉻－鎳奧氏體不銹鋼、高硅鉻－鎳奧氏體鋼、鐵素體－奧氏體鋼、高鉻鐵素體鋼等。合理地調整焊縫成分是提高接頭抗應力腐蝕能力的重要措施之一。一般認為，當焊縫金屬為奧氏體－鐵素體雙相組織時，具有較好的抗應力腐蝕性能。
2. 消除或減小殘余應力
拉伸應力的存在是產生應力腐蝕開裂的先決條件之一?？梢哉J為，不銹鋼部件中若不存在拉應力，則可以完全避免應力腐蝕開裂。因此，消除或減少結構中的殘余應力，是防止應力腐蝕開裂的重要措施。
焊后進行消除應力熱處理是常用的工藝措施。例如，對奧氏體不銹鋼一般進行900℃的消除應力退火熱處理。采用機械的方法也可以降低表面殘余應力或造成壓應力。如表面拋光、噴丸和錘擊。
3. 合理的結構設計
結構中應避免形成較大的應力集中或在制造中避免產生較大的殘余應力。在設備和容器中與腐蝕介質的接觸面不能有縫隙，盡可能采用對接接頭，結構設計中注意不產生熱流集中而引起的局部過熱或腐蝕液滯留而局部濃縮等。
三、焊接熱裂紋
奧氏體不銹鋼焊接時，焊縫及熱影響區均可能出現熱裂紋。最常見的是焊縫結晶裂紋，有時在熱影響區或多層焊層間金屬也可出現液化裂紋。
奧氏體鋼具有較大的熱裂紋敏感性，主要取決于鋼的化學成分、組織與性能的特點。
奧氏體鋼中合金元素較多，尤其是含有一定數量的鎳，它不僅提高了奧氏體的穩定性，而且還易和硫、磷等雜質形成低熔點化合物或共晶，如Ni-S共晶熔點為645℃、Ni-P共晶為880℃,比Fe-S、Fe-P共晶的熔點更低，危害性也更大。其他一些元素如硼、硅等的偏析，也將促使產生熱裂紋。
奧氏體鋼焊縫易形成方向性強的粗大柱狀晶組織，有利于有害雜質和元素的偏析，從而促使形成連續的晶間液膜，提高了熱裂紋的敏感性。
從奧氏體不銹鋼的物理性能看，它具有導熱系數小、線膨脹系數大的特點，因而在焊接不均勻加熱的情況下，極易形成較大的拉應力，促進了焊接熱裂紋的產生。
由以上分析可知，與結構鋼相比，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. 嚴格控制有害雜質硫、磷的含量，鋼中含鎳量越高，越應該嚴格控制。
2. 調整焊縫金屬的組織
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。大量實踐證明，單相奧氏體組織的焊縫，對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2-2中所列出的奧氏體焊縫中δ-鐵素體的影響。焊接18-8型不銹鋼時，如果形成γ+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，可以細化晶粒，消除單相奧氏體的方向性，減少有害雜質在晶界的偏析，而且δ相能解較多的硫、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。
3. 調整焊縫金屬合金成分
當在焊縫中不允許有雙相組織時，如表2-2中“不希望有δ-鐵素體的理由”所列出的各項，就必須對焊縫金屬進行合理的合金化。如在單相穩定奧氏體鋼中適當增加錳、碳、氮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，應盡量減小熔池過熱，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，它主要出現于310S不銹鋼的焊接接頭中。為了防止產生液化裂紋，除了嚴格限制母材中的雜質含量以及控制母材的晶粒度以外，在工藝上應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晶粒的粗化。
四、奧氏體鋼焊接接頭的脆化
奧氏體鋼用途頗廣，可在耐熱、耐蝕、低溫等各種條件下使用。不同的工作條件，對焊接接頭的性能要求也不同。耐蝕鋼通常是在室溫或350℃以下工作，主要要求耐蝕性，對機械性能無特殊要求。用于高溫條件的熱強鋼，如是短時工作，則要求保證接頭與母材等強度；而長期工作（10年以上）時，則保證焊接接頭的塑性，防止高溫脆化是關鍵。對于低溫工作的奧氏體不銹鋼，則主要要求良好的低溫韌性，防止焊接接頭發生低溫脆斷。從不同的工作條件下對接頭性能的要求來看，奧氏體不銹鋼焊接接頭的低溫脆化和高溫脆化是值得注意的問題。
當18-8型鋼焊縫為雙相組織時，其拉伸強度、屈服強度與塑性略低于母材，但韌性比母材低得多，因而難以保證低溫條件下對焊接接頭韌性的要求。為了保證18-8型鋼焊縫具有良好的低溫韌性，應使焊縫為單相奧氏體組織。
奧氏體焊縫中含有較多的鐵素體化元素或有較多的δ相時，高溫條件下，由于δ→σ轉變，引起σ相脆化，焊縫的塑性和韌性均顯著下降。因此，為了保證必要的塑性和韌性，焊縫中的δ相應小于5%。
單相的奧氏體焊縫也可能出現σ相，這與合金系統有關。如310S不銹鋼焊縫中鉻與硅含量偏上限，而碳、鎳含量偏下限時，就容易沿晶界析出σ相，這比晶內析出σ相，對焊接接頭脆化影響更為嚴重。
為了避免出現 σ脆性相，應盡量限制焊縫中的δ相數量，考慮焊縫的合金化時，適當減少鐵素體形成元素；多層焊時采用較小的線能量，以減小熔池體積，提高冷卻速度，縮短高溫停留時間。對于已經出現σ相的焊縫，可將焊接接頭加熱至1050℃~1100℃,保溫1小時后水冷，進行固溶處理，此時絕大部分 σ 相可重新溶入奧氏體中，性能即可恢復。
五、焊接變形較大
因為奧氏體不銹鋼導熱性能差，膨脹系數大，焊接變形較大，特別是薄板。因此，焊接時應適當采取防形的措施，如夾具等。
