超低碳雙相不銹鋼管的出現,再加上氮作為奧氏體形成元素的發現,促進雙相不銹鋼焊接接頭、熱影響區,在高溫下形成的單相鐵素體冷卻時,發生逆轉變并形成足夠的奧氏體,從而既改善了焊接熱影響區的塑性、韌性,同時又保持了雙相鋼的抗應力(li)腐蝕(shi)、點腐蝕(shi)的優良特性。盡管新型的超低碳含氮的雙相不銹鋼的焊接性得到了實質性的改善,但是雙相鋼的供貨狀態、使用的焊接材料、焊接工藝及參數等仍然是焊接接頭耐腐蝕性能、力學性能,即使用焊接性是關鍵。
1. 雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼管焊接方(fang)法
雙相不銹鋼(gang)管焊接方法與奧氏體不銹鋼相似,焊接方法應根焊件結構厚度及相關條件的經濟性來選擇。可以選用的焊接方有:手工焊(SMAW),氣體保護鎢極電弧焊(GTAW),氣體保護金屬(熔化)極電弧焊(GMAW),藥芯焊絲電弧焊(FCAW),埋弧焊(SAW),等離子電弧焊(PAW)等。
對于雙相不銹鋼管焊接常用的焊接方法有:鎢(wu)極氬(ya)弧焊、熔化極氣體保護焊、等離(li)子電弧焊和埋弧焊(han)。
2. 雙相不(bu)銹鋼管焊接工(gong)藝要點
①. 預熱和層間溫(wen)度
除了在大拘束度(du)下,可能引起高鐵(tie)素體組織(焊(han)縫(feng)、熱影(ying)響區)開裂(氫致裂紋)之外,雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)和超(chao)級雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)不需(xu)要(yao)預熱。對于大拘束度(du)焊(han)件推薦預熱到150℃。對于23%Cr無Mo雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)和22%Cr雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang),層(ceng)間溫(wen)度(du)不應超(chao)過200℃。對25%Cr雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)和超(chao)級雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang),層(ceng)間溫(wen)度(du)不應超(chao)過150℃。為(wei)了獲得最佳的(de)焊(han)縫(feng)金屬性能,超(chao)級雙相(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)(gang)管(guan)推薦使用的(de)最高預熱溫(wen)度(du)為(wei)100℃。在采(cai)用焊(han)后固溶處理的(de)情況(kuang)下,不要(yao)求限制層(ceng)間溫(wen)度(du)。
②. 焊后熱處理(li)
雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)管不需要(yao)焊(han)后消除應力處(chu)(chu)(chu)(chu)理,而且進(jin)行(xing)這樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理可能是(shi)有(you)害的(de)(de)(de)。因為它可使(shi)雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)析出金(jin)屬(shu)間(jian)相(xiang),降(jiang)(jiang)低(di)韌(ren)性和(he)耐蝕性。但如果由于焊(han)件(jian)(jian)處(chu)(chu)(chu)(chu)于高應變(bian)狀(zhuang)態或存在(zai)導致耐腐蝕性降(jiang)(jiang)低(di)和(he)塑性降(jiang)(jiang)低(di)的(de)(de)(de)有(you)害相(xiang)變(bian),使(shi)焊(han)件(jian)(jian)質量降(jiang)(jiang)低(di),這樣(yang)(yang)的(de)(de)(de)焊(han)件(jian)(jian)通(tong)常應該(gai)(gai)進(jin)行(xing)固溶處(chu)(chu)(chu)(chu)理。23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)和(he)22%Cr雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)應該(gai)(gai)在(zai)1050~1100℃的(de)(de)(de)溫(wen)度下進(jin)行(xing)固溶熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理。而25%Cr 雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)和(he)超級雙(shuang)(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)要(yao)求固溶處(chu)(chu)(chu)(chu)理的(de)(de)(de)溫(wen)度為1070~1120℃.當匹配的(de)(de)(de)焊(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)化學成(cheng)分(fen)(Ni=8%~10%)高于焊(han)件(jian)(jian)化學成(cheng)分(fen)時(shi),應該(gai)(gai)選(xuan)擇給(gei)定的(de)(de)(de)溫(wen)度上限(xian)。加(jia)熱(re)應該(gai)(gai)盡可能快,固溶退(tui)火(huo)之后立即進(jin)行(xing)水(shui)淬。焊(han)后熱(re)處(chu)(chu)(chu)(chu)理最有(you)效的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)方法是(shi)感應加(jia)熱(re)。保溫(wen)時(shi)間(jian)5~30min,應該(gai)(gai)足(zu)以恢復相(xiang)平衡(heng),包括金(jin)屬(shu)間(jian)相(xiang)(特別是(shi)σ相(xiang)和(he)x相(xiang))的(de)(de)(de)溶解(jie)。
③. 清理和鈍化
焊(han)后的表面清理(li)及焊(han)縫附近的酸洗鈍化處(chu)理(li)可采用標(biao)準不銹鋼的清理(li)作業。
3. 保持焊后抗腐蝕(shi)性(xing)能的方(fang)法(fa)
①. 控制焊接時(shi)焊料的飛濺物、雜質、氧化(hua)物的形成,因(yin)為(wei)這(zhe)些物質會降低抗(kang)點蝕(shi)與抗(kang)間(jian)隙腐蝕(shi)的能力(li)。
②. 如果可能,焊后應清洗焊縫及周圍區域;如果不可能清洗,則在焊接時,應控制保護氣體的含氧量在10×10-6~25×10-6之間。為了加強熔化極氣體保護焊的電弧穩定性及金屬滲透性,可在保護氣氬氣中添加少量的二氧化碳或氧氣。雙相不銹鋼氣體保護焊焊接用的保護氣體見表6-9。
③. 應采取背面保(bao)護(hu),焊管則應通入(ru)內(nei)保(bao)護(hu)氣體。