不锈钢作为一种钢铁材料,相对于碳钢而言,具有耐蚀、强度高、寿命周期成本低等一系列的优点,目前主要用于汽轮机叶片、内燃机排气阀和医疗器械、石油化工设备,其中2Cr13的应用最为广泛。这些设备涉及焊接接头拘束度较小,焊缝及热影响区在焊后冷却收缩时受到外界束缚力比较小。产生焊接缺陷的几率相应的比较小。可用焊接工艺参数范围较宽,容易实现焊接,目前对以上普通结构焊接研究比较成熟,但是对于高拘束度结构,由于对焊接提出更高的要求,目前还没有形成一个确切的使用的参数和焊接材料。结合当前2Cr13不锈钢焊接的实际状况及市场需求,本文研究了影响焊接质量的因素之一(高拘束度焊接结构)作为研究依据,选用A407、A317、G217等3种焊材作为填充材料,用手工电弧焊焊接方法,通过对不同的焊接工艺进行跟踪和无损检测,对典型焊接接头进行显微组织分析及力学性能测试,得出如下研究成果:本文通过对三种焊接材料进行多组试验,得出每种填充材料焊接高拘束度结构2Cr13不锈钢最佳工艺参数及不同焊接工艺参数下的试验现象,并借助超声探伤无损检测方法描述并检测了焊接缺陷,并得出焊接缺陷与工艺参数的关系;为了更好的解释试验现象,本文还通过显微镜设备观察了3种焊接材料的熔敷金属显微组织,根据显微组织,从焊缝凝固模式,晶粒大小.组织成分等方面解释了三种填充材料焊接缺陷的产生原因,通过分析得出,A407焊条的凝固模式为AF模式,容易在奥氏体晶界产生低熔点物质,此模式对温度比较敏感,当焊接电流超过100A以上时,焊接裂纹很容易产生;A317焊条的凝固模式为FA模式,由于先生成铁素体,溶解了低熔点物质形成元素,降低了裂纹的形成概率,当电流控制在90-100A,层间温度为150-200时,焊缝组织呈现细小蠕虫状铁素体+奥氏体组织,防止了裂纹的延伸,其抗裂能力较强;G217焊条当经过高温回火后形成回火索氏体+少量碳化物组织,抗裂性较强;通过对三种材料焊接接头硬度测试得出,三种焊材焊接接头硬度相对母材都有所降低,并随热输入增加、冷却速度降低而降低。