Cr15Mn9Ni1N奥氏体不锈钢属于200系列不锈钢。与常规的Ni-Cr系奥氏体不锈钢相比,这类钢有较高的强度,良好的耐磨损性能及耐点蚀性能。这些不锈钢具有较高的含Mn量,并加入氮进行强化,通过以氮代镍稳定奥氏体组织,又能大大降低原材料成本。然而,由于化学成分体系的差异,这类钢在焊接过程中的凝固及冶金特性与Ni-Cr系不锈钢有所不同。其凝固热裂纹倾向与常规的300系列奥氏体不锈钢不同。本文通过对Cr15Mn9Ni1N奥氏体钢的焊接特性进行研究,分析和探讨了低镍奥氏体不锈钢的焊接接头的凝固模式、组织特性及热裂纹的倾向。采用钨极氩弧焊及手工电弧焊两种焊接方法,并调整焊接工艺参数,分析这种钢不同线能量下的焊缝组织特性。由于此新钢种特殊的化学成分,目前没有相应匹配的焊接材料,本文中初步选定E309L-16作为手工电弧焊的焊接材料。同时制定合理的焊接工艺,以解决在焊接过程中可能出现的热裂纹等问题。并通过焊接接头的拉伸、弯曲、硬度等力学性能试验以及金相观察、电子探针等试验手段,检测其焊接性能,为今后此钢种的工业应用提供直接的加工依据。分析残留δ铁素体形态和所处的位置,可以判断焊逢金属的凝固模式。通过观察焊接接头金相组织看出,从熔合线到焊缝中心,奥氏体基体分布的残留δ铁素体形态,依次为侧板条、蠕虫状和骨架形。由此可以确定,这种钢焊缝金属的凝固模式为FA模式。大量工程实践和实验研究已经证实,如果焊逢金属以先析出δ铁素体的FA模式凝固,可以有效地防止焊接热裂纹。通过简便的施加应变的横向可调拘束度试验装置,采用钨极氩弧焊的焊接方法,研究了Cr15Mn9Ni1N奥氏体不锈钢的热裂纹倾向。分析实验结果并与其他不锈钢材料相比较后可以看出,此种氮强化的奥氏体不锈钢热裂纹敏感性较低。