由于鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼的兩相組織存在,其焊接熱裂紋傾向很小,焊前不需要預熱,焊后不需要處理。在焊接熱循環的作用下,雙相不銹鋼的組織變化較大,熱影響區的相比例直接影響接頭性能。按照焊接熱循環的峰值溫度高低,雙相不銹鋼的熱影響區可劃分為高溫區、固溶區、中溫區和低溫區。低溫區(低于400℃)的組織不發生變化;中溫區(400~900℃)有析出物析出,如碳化物、σ相等,在正常情況下很少發現;固溶區(900~1100℃)的鐵素體相雖然隨峰值溫度增高而增多,但兩相比例變化不大。一般來說,這三個區的組織變化不大,各項性能亦無下降趨勢。高溫區的低溫部分,溫度約在1100~1250℃之間,晶粒開始長大,奧氏體向鐵素體相轉變,奧氏體數量減少,但由于該區晶粒長大不嚴重,奧氏體數量仍然較多(一般大于30%),脆性析出物少,故性能下降不太大。高溫區的高溫段,溫度約在1280℃~熔點,也稱為過熱區,該區組織發生急劇變化。在焊接的加熱過程中,當溫度升到一定程度時,奧氏體開始向鐵素體轉變,當峰值溫度大于1280℃,即使時間很短,也幾乎形成等軸晶純鐵素體組織,晶粒粗大,在冷卻過程中則發生鐵素體向奧氏體轉變。焊接熱循環的冷卻過程中,由于從過熱區峰值溫度到400℃的時間很短,手工電弧焊通常只有20~30秒,而在鐵素體向奧氏體轉變的高溫區和固溶區停留時間還不到10s,因此相變過程難以達到平衡,相對于母材的固溶態來說,奧氏體組織的比例要減少。研究表明:在熱影響區中,必須有一定量的奧氏體才能把鐵素體包圍,形成奧氏體與鐵素體的晶界,而且奧氏體還要在鐵素體的晶內析出,才能獲得滿意的性能。一般來說,過熱區奧氏體組織占20%~30%是合適的。


為保證熱影響區的組織特性,許多專家提出鉻當量和鎳當量關系式來判斷。常用B值表示。


  B= Creq - Nieq -11.6


 其中:  Creg =%Cr+%Mo+1.5 × %Si


             Nieg=%Ni+0.5X%Mn+30 ×%(C+N)


  鋼中的B值越大,熱影響區的鐵素體含量越高。一般認為:B 值小于7時,熱影響區為健全的奧氏體與鐵素體兩相組織(無純鐵素體晶界),鉻的析出物也大大減少,耐蝕性也能基本得到保證。進一-步試驗結果來看;B值偏高時,雖然B值小于7,單道焊接過熱區的奧氏體僅在部分鐵素體晶界上析出,未形成“健全”的雙相組織,而且在晶界、晶內還析出大量的碳化物和氮化物,影響鋼的塑韌性和耐蝕性。單道焊接時,只有B值不大于4時,熱影響區的過熱區才能保證獲得良好的奧氏體與鐵素體兩相組織。


 在多層多道焊接時,后續焊道對前面焊道和前面的熱影響區有熱處理作用。第一次焊接熱影響區的過熱區,是第二次焊接熱影響區的固溶區,這樣后續焊接對前道焊接的過熱區進行固溶處理,使奧氏體進一步析出,同時對進一步細化晶粒、減少碳氮化物都是極其有益的。當母材的B值小于7時,在多層焊時,除表面焊道的熱影響區外,其余部位的熱影響區均可獲得較滿意的雙相組織。


 母材中的兩相比例直接關系到焊接熱影響區組織和性能。如25%Cr型雙相不銹鋼母材奧氏體與鐵素體比例為70比30時,由于熱影響區內奧氏體少且有純鐵素體晶界,鐵素體晶內會有較多的氮化物析出(特別是最后焊接的熱影響區過熱區),導致熱影響區塑韌性和耐蝕性降低。當母材奧氏體與鐵素體比例為60比40時,單道焊時熱影響區組織還不完善,還不能保證無純鐵素體晶界,其性能仍低于母材。當母材奧氏體與鐵素體比例為50比50時,熱影響區為完善的雙相組織,母材和熱影響區均有滿意的性能。當母材奧氏體與鐵素體比例為40比60時,雖然熱影響區耐孔蝕性能提高,但沖擊韌性下降;母材的韌性也略有下降,耐孔蝕性能也略有下降,熱加工性能也下降。因此,生產雙相不銹鋼時,除保證化學成分外,還應對相比例進行控制,即控制鉻、鎳當量值。一般認為雙相不銹鋼的最佳相比例是50比50。在雙相不銹鋼中,隨著鉻、鉬含量的提高,475℃脆性和。相脆化敏感性也有所提高,所以焊接時要特別注意焊接工藝的制定,特別是超級雙相不銹鋼的焊接。