铁素体不锈钢由于成本低且具有较好的强度和耐腐蚀性能,因此在一些对强度、耐腐蚀性能要求不高的应用场合里常常可以代替奥氏体不锈钢。但是铁素体不锈钢在焊接时,会经常出现焊接接头脆化、热影响区晶粒易粗大、晶间腐蚀敏感性提高等问题,大大地限制了铁素体不锈钢的发展与应用。因此本文选取3mm厚的薄壁430铁素体不锈钢,通过两种焊接方法和不同的焊接工艺参数,对焊接接头的显微组织、力学性能、耐腐蚀性能进行研究,从而得到合适的焊接工艺,为应用在管道中的薄壁430铁素体不锈钢的生产实践提供理论指导。研究了 430铁素体不锈钢等离子弧焊接接头的显微组织以及拉伸性能,并且对抗拉强度数值、热影响区晶粒统计结果进行极差分析,建立回归方程。结果表明:焊缝由中心较大的胞状晶和边缘的柱状晶组成,均为较为粗大的铁素体组织和钉扎在铁素体晶界的一定量的板条状马氏体组织;热影响区组织由粗晶区和细晶区组成,且出现明显的分界线;当焊接电流155A,焊接速度260mm/min,离子气流量3.2 L/min时,焊接接头抗拉强度达到最大值439.5MPa,拉伸伸长率为24.36%;各因子对抗拉强度的影响顺序为焊接电流>焊接速度>离子气流量,对热影响区晶粒大小的影响顺序为焊接电流>离子气流量>焊接速度。研究了 430不锈钢TIG焊接接头的微观组织、拉伸性能、耐腐蚀性能以及硬度分布。结果表明:焊缝是由铁素体和生长在其晶界处的板条状马氏体组成,当焊接速度为160mm/min时,焊缝中的马氏体含量最多;随着焊接速度的增大,热影响区粗晶区和细晶区晶粒尺寸均减小,且四种焊接接头的抗拉强度呈先上升后下降的趋势,当焊接速度为160 mm/min时,TIG焊接接头的抗拉强度为475.33MPa,伸长率为15.01%,拉伸性能最好;焊接接头的硬度分布曲线为“马鞍形”,430铁素体不锈钢母材的维氏硬度约为181 HV,焊缝区域的硬度均大于430铁素体不锈钢母材,熔合线附近硬度最高,当焊接速度为160 mm/min时,焊缝的硬度最高,为210HV;当焊接速度在1 60mm/min时,焊缝的自腐蚀电位Ecorr最大,腐蚀区域面积较小,焊缝区域的耐腐蚀性能最好;与等离子弧焊相比,TIG焊接接头的焊接变形更小,抗拉强度更大,更适合焊接薄壁铁素体不锈钢。研究了不同温度热处理后430不锈钢焊接接头的组织、拉伸性能、耐腐蚀性能以及硬度分布。结果表明:当热处理温度为850℃时,母材显微组织的形态发生明显的变化,晶界清晰,晶粒也变得均匀,焊缝晶界处的板条状马氏体增多,当温度升高至950℃,晶粒明显长大,且出现了大量的黑色析出物(Fe,Cr)23C6,板条状马氏体消失;当热处理温度为650℃-850℃时,焊接接头的抗拉强度与室温下的抗拉强度相差不大,当温度为950℃时,抗拉强度显著降低为279.04 MPa,拉伸伸长率仅为5.67%;当热处理温度为750℃和850℃时,韧窝数量最多,且在850℃的韧窝直径更小,当热处理温度增大至950℃时,韧窝数量明显减少,断口主要表现为河流状的脆性断裂特征;热处理后母材和焊缝的硬度均提高,呈现先上升后减小的趋势,且当热处理温度为850℃时,母材和焊缝区的硬度最高,母材硬度为247 HV,焊缝硬度为285 HV;当热处理温度为650℃和750℃时,TIG焊接接头的焊缝区的自腐蚀电位更大,腐蚀形貌中腐蚀区域面积更小;对430铁素体不锈钢TIG焊接接头进行焊后热处理时,应选择热处理温度为750℃,可获得力学性能以及耐腐蚀性能良好的焊接接头。430铁素体不锈钢焊接接头热影响区晶粒的大小与焊接热输入之间存在正相关关系。430 铁素不锈钢焊接接头的热影响区晶粒生长动力学公式为D1.96=D01.96+t900∑t’900Aexp{-2Qapp/R(Ti+Ti+1)}△ti,因此对430铁素体不锈钢焊接需要严格控制热输入,在满足焊接成形的前提下,尽量采用热输入小的焊接工艺参数。