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(shuang)相不(bu)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(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ按承受焊(han)(han)(han)接(jie)熱循(xun)環峰值(zhi)溫度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)高低(di)可分為高溫區（HTHAZ）和低(di)溫區（LTHAZ）。前者位(wei)于(yu)鐵素(su)體(ti)溶(rong)解(jie)度(du)(du)曲線至(zhi)(zhi)固相(xiang)線這(zhe)一(yi)(yi)溫度(du)(du)范圍(wei)（一(yi)(yi)般為1250℃至(zhi)(zhi)熔點），幾乎都是(shi)(shi)(shi)單相(xiang)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)，后者基本處于(yu)兩相(xiang)平衡(heng)區。雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)接(jie)時HAZ所受的(de)(de)(de)(de)峰值(zhi)溫度(du)(du)從焊(han)(han)(han)縫熔合(he)線的(de)(de)(de)(de)固溶(rong)溫度(du)(du)到室溫是(shi)(shi)(shi)連續變化的(de)(de)(de)(de)，焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ的(de)(de)(de)(de)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)也是(shi)(shi)(shi)由隨之(zhi)漸變的(de)(de)(de)(de)顯微(wei)組(zu)(zu)(zu)織(zhi)梯度(du)(du)組(zu)(zu)(zu)成。常(chang)采(cai)用(yong)一(yi)(yi)次焊(han)(han)(han)接(jie)熱模擬試驗(yan)再(zai)現單道焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ組(zu)(zu)(zu)織(zhi)，采(cai)用(yong)二次焊(han)(han)(han)接(jie)熱模擬試驗(yan)再(zai)現多層焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)HAZ組(zu)(zu)(zu)織(zhi)。這(zhe)種模擬試驗(yan)的(de)(de)(de)(de)結果(guo)與焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)實際結果(guo)是(shi)(shi)(shi)一(yi)(yi)致的(de)(de)(de)(de)。
除利(li)用(yong)相圖分析和判定雙相不銹鋼(gang)焊(han)接HAZ和焊(han)縫金屬的組織(zhi)特性(xing)外，還可以利(li)用(yong)各(ge)種線性(xing)關(guan)系式：
鋼(gang)中的(de)(de)(de)(de)P值越(yue)大，焊接HAZ的(de)(de)(de)(de)α相(xiang)含量越(yue)高。B＜7時(shi)，焊接HAZ為理想的(de)(de)(de)(de)α＋y兩(liang)相(xiang)組(zu)(zu)(zu)織。但進(jin)(jin)一(yi)步的(de)(de)(de)(de)研究表明，模擬(ni)單(dan)道(dao)(dao)焊接時(shi)，B＜7尚不(bu)足以(yi)使(shi)HTHAZ形成健全(quan)的(de)(de)(de)(de)兩(liang)相(xiang)組(zu)(zu)(zu)織，y相(xiang)僅在(zai)(zai)部(bu)分α相(xiang)晶界(jie)析出(chu)，還(huan)在(zai)(zai)晶界(jie)、晶內(nei)析出(chu)大量的(de)(de)(de)(de)氮(dan)化(hua)物(wu)，對(dui)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)塑(su)韌(ren)性和耐蝕性能影響(xiang)較(jiao)大。根據(ju)幾種含25％Cr雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)研究結果，單(dan)道(dao)(dao)焊時(shi)，只(zhi)有B≤4才能保證HTHAZ獲得良好的(de)(de)(de)(de)α＋γ兩(liang)相(xiang)組(zu)(zu)(zu)織，只(zhi)在(zai)(zai)模擬(ni)多層焊接時(shi)，B＜7才是(shi)有效(xiao)的(de)(de)(de)(de)。二(er)次熱循環的(de)(de)(de)(de)峰值溫度(du)經實測大致為900～1200℃，可使(shi)第一(yi)次熱模擬(ni)的(de)(de)(de)(de)HTHAZ組(zu)(zu)(zu)織在(zai)(zai)此承受二(er)次熱循環的(de)(de)(de)(de)加(jia)熱，促使(shi)γ相(xiang)的(de)(de)(de)(de)進(jin)(jin)一(yi)步析出(chu)，這對(dui)進(jin)(jin)一(yi)步細(xi)化(hua)晶粒、減少碳氮(dan)析出(chu)物(wu)都是(shi)非常有利的(de)(de)(de)(de)。
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。
綜上所述，控(kong)制雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)兩(liang)相(xiang)的比例(li)可(ke)以通過控(kong)制鋼(gang)B值來實現，同(tong)時針對各爐次(ci)的具體成分選擇固(gu)溶溫度(du)對相(xiang)比例(li)進行(xing)(xing)微調也是可(ke)行(xing)(xing)的。
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。
