雙相不銹鋼焊接的最大特點是焊接熱循環對焊接接頭組織的影響，無論焊縫金屬或是焊接HAZ都會有重要的相變發生。問題的關鍵是要使焊縫金屬或是焊接HAZ均能保持適量的α相和γ相的組織。
圖9.84是美國焊接研究會采用的Fe-Cr-Ni偽三元截面相圖，圖中標明了幾種雙相不銹鋼所處的位置。實際上所有的雙相不銹鋼從液相凝固后都是完全的鐵素體組織，一直保留到鐵素體溶解度曲線的溫度，只在冷至更低的溫度，部分鐵素體才轉變為奧氏體，形成α＋y的雙相組織。
圖9.84還可用于大致說明成分對焊接HAZ的組織的影響。當鉻含量與鎳含量之比大于2.0時，隨其比值的增加，鐵素體溶解度曲線溫度急劇下降，鐵素體相的范圍相應擴大。從圖上幾種是雙相不銹鋼比較可以預見，SAF 2205 和Ferralium 255 雙相不銹鋼焊縫熔合線附近焊接HAZ全部轉變為鐵素體的區域要比SAF 2507和UR52N＋超級雙相不銹鋼寬。
雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ按承受焊(han)(han)(han)接(jie)熱循(xun)環峰(feng)值(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)低可分為(wei)高(gao)溫(wen)(wen)區(qu)（HTHAZ）和低溫(wen)(wen)區(qu)（LTHAZ）。前者位于鐵素體溶解度(du)(du)(du)曲線至固(gu)相(xiang)線這(zhe)一溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)范(fan)圍（一般為(wei)1250℃至熔點），幾乎都(dou)是(shi)(shi)單(dan)相(xiang)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，后者基(ji)本處于兩(liang)相(xiang)平衡區(qu)。雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)時(shi)HAZ所(suo)受的(de)(de)(de)(de)(de)峰(feng)值(zhi)(zhi)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)從焊(han)(han)(han)縫熔合線的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)溶溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)到室溫(wen)(wen)是(shi)(shi)連續變(bian)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)，焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ的(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)也是(shi)(shi)由隨(sui)之漸(jian)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)顯微(wei)組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)梯(ti)度(du)(du)(du)組(zu)(zu)成(cheng)。常采用(yong)一次焊(han)(han)(han)接(jie)熱模(mo)擬(ni)試(shi)驗(yan)再(zai)現單(dan)道焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)，采用(yong)二次焊(han)(han)(han)接(jie)熱模(mo)擬(ni)試(shi)驗(yan)再(zai)現多層焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ組(zu)(zu)織(zhi)(zhi)。這(zhe)種模(mo)擬(ni)試(shi)驗(yan)的(de)(de)(de)(de)(de)結果(guo)與焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)實際結果(guo)是(shi)(shi)一致的(de)(de)(de)(de)(de)。
除利用相圖分(fen)析和(he)判(pan)定雙相不銹(xiu)鋼焊接HAZ和(he)焊縫金屬的(de)組織特性外，還(huan)可(ke)以利用各種(zhong)線(xian)性關(guan)系式：
鋼中的P值越大(da)，焊(han)接(jie)HAZ的α相(xiang)含量越高。B＜7時，焊(han)接(jie)HAZ為理想(xiang)的α＋y兩相(xiang)組織(zhi)(zhi)。但進一(yi)(yi)步的研(yan)究表明(ming)，模(mo)擬單道焊(han)接(jie)時，B＜7尚(shang)不足以使(shi)HTHAZ形(xing)成健全的兩相(xiang)組織(zhi)(zhi)，y相(xiang)僅在部分α相(xiang)晶(jing)界析(xi)出，還在晶(jing)界、晶(jing)內析(xi)出大(da)量的氮(dan)化物，對鋼的塑韌(ren)性和耐蝕性能(neng)影(ying)響較大(da)。根據幾種含25％Cr雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的研(yan)究結(jie)果(guo)，單道焊(han)時，只有B≤4才(cai)能(neng)保證HTHAZ獲得良(liang)好的α＋γ兩相(xiang)組織(zhi)(zhi)，只在模(mo)擬多層(ceng)焊(han)接(jie)時，B＜7才(cai)是有效的。二次熱循環的峰(feng)值溫度(du)經實測大(da)致為900～1200℃，可使(shi)第一(yi)(yi)次熱模(mo)擬的HTHAZ組織(zhi)(zhi)在此承受二次熱循環的加熱，促使(shi)γ相(xiang)的進一(yi)(yi)步析(xi)出，這對進一(yi)(yi)步細化晶(jing)粒、減少碳氮(dan)析(xi)出物都是非常(chang)有利的。
焊接HAZ的組織與性能與母材的相比例直接有關。在HAZ中有適當數量的y相，可使碳氮化物的析出大為減少，塑韌性和耐蝕性得到改善。當母材的a／γ＝65／35時，焊接HAZ內奧氏體含量少且有純鐵素體晶界，鐵素體晶內還會析出較多的氮化物，特別在HTHAZ內，這都導致焊接HAZ的韌性和耐蝕性下降。當母材α／γ≈50／50時，焊接HAZ組織為理想的雙相組織，母材和焊接HAZ性能優良，可滿足焊接結構用材的要求。當母材γ相含量大于60％時，不僅鋼的耐蝕性能下降，而且鋼的熱加工性能也將下降。因此，生產焊接用雙相不銹鋼時，應對相比例進行控制。
含氮雙相不銹鋼相比例失調時，在其焊接HAZ中出現純α相或γ相極少。由于氮幾乎不溶于α相中，故有大量氮化物析出，其性能顯著下降。
綜上(shang)所述，控(kong)制雙(shuang)相(xiang)不銹鋼兩相(xiang)的(de)比(bi)例可(ke)以通過(guo)控(kong)制鋼B值來實現，同(tong)時針(zhen)對各爐次的(de)具(ju)體成分選(xuan)擇固溶溫度對相(xiang)比(bi)例進(jin)行微調也是可(ke)行的(de)。
雙相不銹鋼的焊接HAZ的組織還受焊接參數的影響。為了保持理想的兩相組織和滿意的性能，雙相不銹鋼在焊接時要求遵守規定的焊接工藝過程，選擇合理的工藝參數。過高的α相含量會增加焊件的脆性，而過低的α相含量又會引起應力腐蝕破裂。應控制好焊后的冷卻速率，而冷卻速率與焊接線能量有關。低的線能量時冷卻速率快，鋼中有過高的α相含量。過高的線能量，冷卻速率過慢，y相轉變充分，但會導致HAZ粗晶和金屬間化合物的析出。常用1200～800℃（Δt12-8）或800～500℃（Δt8-5）溫度區間的冷卻時間來表示冷卻速率，前者接近于y相形成的溫度范圍。通常選用的Δt8-5時間范圍為8～30s，相對Δt12-8時間范圍為4～15s，冷卻速率的范圍20～50℃/s。線能量范圍一般控制在0.5～2.0kJ/mm。
