雙相不銹鋼管焊接的主要問題是“使用焊接性”,因為雙相不銹(xiu)鋼管對焊接熱裂紋、冷裂紋不敏感。但經過焊接之后,熱影響區(HAZ)緊鄰熔合線的部分,鐵素體晶粒急劇長大。奧氏體消失,形成單相鐵素體組織,塑性和韌性極低;再加上早期的雙相不銹鋼管碳含量較高,因而在粗大的鐵素體晶界容易析出碳化物,導致耐應力腐蝕、點腐蝕(shi)和晶間腐蝕性能下降。
1. 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼管焊(han)縫相(xiang)的(鐵(tie)素(su)體相(xiang)與奧氏體相(xiang))比例
焊(han)(han)(han)縫在焊(han)(han)(han)后(hou)自然冷卻(que)(que)條件下(xia),由于相(xiang)對于母材(cai)(cai),熔池體積很(hen)小,其(qi)(qi)冷卻(que)(que)速(su)度很(hen)快,熔化的焊(han)(han)(han)縫金屬沿著熱(re)(re)傳(chuan)導方向(xiang),向(xiang)焊(han)(han)(han)縫中心呈(cheng)柱狀(zhuang)、樹枝狀(zhuang)結晶。這時結晶方向(xiang)性很(hen)明顯(xian),并發(fa)生合金元(yuan)素(su)的偏析(xi),組織(zhi)不(bu)穩定,在隨后(hou)的冷卻(que)(que)過程中,容易發(fa)生組織(zhi)轉變和(he)(he)析(xi)出金屬間相(xiang)。如前所述,雙相(xiang)和(he)(he)超級(ji)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)管焊(han)(han)(han)后(hou)直接使用(yong)(不(bu)進行焊(han)(han)(han)后(hou)固溶熱(re)(re)處理),配套(tao)焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)其(qi)(qi)鎳(nie)含(han)量比母材(cai)(cai)高(gao)約2%,故(gu)其(qi)(qi)焊(han)(han)(han)縫組織(zhi)的奧氏體含(han)量比母材(cai)(cai)的高(gao)(為60%~70%)。
在正常(chang)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參(can)數和(he)焊(han)(han)(han)后(hou)自(zi)然冷(leng)卻條件下,配套(tao)的(de)焊(han)(han)(han)材(cai)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬可(ke)以(yi)達到要求(qiu)的(de)相(xiang)比(bi)例(FN=30%~70%),焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)力學(xue)性能(neng)、耐腐蝕性能(neng)可(ke)以(yi)適應雙相(xiang)鋼(gang)的(de)要求(qiu);但是當采用的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)輸(shu)入較小或焊(han)(han)(han)縫(feng)截面厚,焊(han)(han)(han)后(hou)冷(leng)卻速度較快,焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)的(de)轉變(bian)來不(bu)及(ji)充分進行(xing),那(nei)么焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)可(ke)能(neng)會超過70%。另一(yi)方(fang)面,熱(re)(re)輸(shu)入過大(da)或者填充的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料較少,就(jiu)可(ke)能(neng)加(jia)大(da)母材(cai)的(de)(熔化)稀釋(shi)作用,從而降低焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬的(de)鎳含量(liang),同(tong)樣(yang)會使焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)量(liang)增高(gao)(gao),出現鐵(tie)素(su)體(ti)量(liang)過高(gao)(gao)的(de)現象。較高(gao)(gao)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)通常(chang)表現為,低韌性和(he)耐腐蝕性欠佳(jia)。在焊(han)(han)(han)后(hou)自(zi)然冷(leng)卻狀態下,如不(bu)能(neng)防止焊(han)(han)(han)縫(feng)中(zhong)高(gao)(gao)鐵(tie)素(su)體(ti)含量(liang)時(shi),通常(chang)采取固(gu)溶(1050~1100℃)退火處理(li),使焊(han)(han)(han)縫(feng)像(xiang)母材(cai)一(yi)樣(yang),通過熱(re)(re)處理(li)達到較為理(li)想的(de)相(xiang)比(bi)例。所(suo)以(yi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)管,預先(xian)一(yi)定要根據板厚和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)方(fang)法選擇合適的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)熱(re)(re)輸(shu)入,以(yi)及(ji)確定焊(han)(han)(han)后(hou)是否進行(xing)熱(re)(re)處理(li)。
雙相不銹(xiu)鋼管焊(han)接(jie)要(yao)力求使焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)、熱影(ying)響區金(jin)屬(shu)(shu)(shu)與(yu)基體(ti)金(jin)屬(shu)(shu)(shu)具有(you)(you)相同的(de)韌性(xing)及(ji)抗(kang)腐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)。焊(han)接(jie)時應防止生成過多的(de)鐵(tie)素體(ti)。如果焊(han)接(jie)工藝能(neng)(neng)(neng)夠(gou)保證焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)(shu)、熱影(ying)響區金(jin)屬(shu)(shu)(shu)的(de)奧氏體(ti)、鐵(tie)素體(ti)比例為1:1,就能(neng)(neng)(neng)使產(chan)品具有(you)(you)很好(hao)的(de)抗(kang)腐蝕性(xing)能(neng)(neng)(neng)與(yu)機(ji)械性(xing)能(neng)(neng)(neng)。
2. 雙相(xiang)不銹鋼(gang)管焊(han)接可(ke)能遇到的問題
①. 鐵(tie)素(su)體含量(liang)過高,從而降低了韌性,導(dao)致開(kai)裂;
②. 熱影響區晶粒(li)長大;
③. 相(鐵素(su)體(ti)(ti)相與奧氏(shi)體(ti)(ti)相)形(xing)成比例不佳(jia),碳化物析出導致(zhi)抗腐蝕性降(jiang)低;
④. 氮鉻化合物析出,導致抗腐(fu)蝕性能降低(di)。
克服(fu)上(shang)述問題的方法:
①. 選(xuan)擇(ze)含鎳高的焊材(cai)(焊絲);
②. 控制熱(re)量輸人(ren)速度(du);
③. 多層焊時,控(kong)制層間溫度小于200℃.