1. 焊接方法的(de)選擇
由于雙相不銹鋼自身的冶金特點,在選擇焊接方法上應注意以下幾點。
①. 焊接線能量和層間(jian)溫度
過低(di)的(de)焊(han)接(jie)(jie)線能量會(hui)使奧氏(shi)體(ti)轉變(bian)量減少,甚至于會(hui)抑制焊(han)后(hou)冷卻過程的(de)鐵素體(ti)向(xiang)奧氏(shi)體(ti)的(de)轉變(bian),而得到單相(xiang)(xiang)鐵素體(ti)組織,使其(qi)失去雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)特點,使用(yong)性(xing)能大大降低(di)。因此(ci),激光(guang)焊(han)、電子(zi)束(shu)焊(han)和等(deng)離子(zi)焊(han)等(deng)高(gao)能束(shu)焊(han)不適于焊(han)接(jie)(jie)雙相(xiang)(xiang)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)。過高(gao)的(de)焊(han)接(jie)(jie)線能量會(hui)使金屬及(ji)熱影響(xiang)區過熱區的(de)晶粒粗(cu)大,韌性(xing)降低(di)。SMAW、TIG、MIG可(ke)用(yong)來焊(han)接(jie)(jie)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)。
為了獲得雙相不銹鋼焊接接頭的最佳性能,除合理地選用焊接材料外、還必須選擇最佳的焊接線能量和層間溫度,通常將焊縫金屬的奧氏體含量控制在60%~70%。表3-43給出了三種典型的雙相不銹鋼推薦的最佳的焊接線能量和層間溫度。
表3-43 三(san)種典型的(de)雙相不銹鋼(gang)推薦的(de)最佳的(de)焊接線(xian)能量(liang)和層間溫度鋼(gang)的(de)牌號
②. 適(shi)宜采用多(duo)層焊,多(duo)道次,低(di)熔(rong)合比
③. 避免使(shi)用(yong)焊后熱處理
因為焊后熱(re)處(chu)(chu)(chu)理存在諸多(duo)困難(nan),生產(chan)上難(nan)以(yi)實現。固(gu)溶處(chu)(chu)(chu)理的(de)溫度太高(1000~1050℃),生產(chan)上很難(nan)實現。另外(wai),中溫處(chu)(chu)(chu)理會導致脆化相析出,韌性和耐腐蝕性降低。
2. 雙(shuang)相不銹鋼常用的焊接方法
焊(han)(han)接(jie)雙相不銹鋼常用的方法是焊(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(SMAW)、埋弧焊(han)(han)(SAW)、鎢極惰性氣體保護(hu)焊(han)(han)(TIG)及熔化極惰性氣體保護(hu)焊(han)(han)(MIG)等。
①. 焊(han)條電弧焊(han)
焊(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)焊(han)適用(yong)于(yu)全位置(zhi)焊(han)接(jie)。對(dui)于(yu)雙相(xiang)不銹鋼而(er)言(yan),鈦型焊(han)條(tiao)比堿(jian)性(xing)(xing)焊(han)條(tiao)的焊(han)接(jie)工(gong)藝(yi)性(xing)(xing)好(hao),尤其是(shi)脫渣(zha)性(xing)(xing)能好(hao),這一點對(dui)多(duo)層焊(han)很重要,可以提高效率和避免夾渣(zha)。但是(shi),鈦型焊(han)條(tiao)比堿(jian)性(xing)(xing)焊(han)條(tiao)得(de)到的焊(han)縫金屬的韌性(xing)(xing)較差。所(suo)以,對(dui)于(yu)焊(han)件有低溫性(xing)(xing)能要求時應采用(yong)堿(jian)性(xing)(xing)焊(han)條(tiao)。
②. 鎢極(ji)惰性(xing)氣(qi)體保護(hu)焊
鎢極(ji)惰性(xing)(xing)氣體保(bao)護焊(han)(han)(han)(han)常用于根部焊(han)(han)(han)(han)道的(de)焊(han)(han)(han)(han)接或(huo)自(zi)動焊(han)(han)(han)(han)接,也常用于薄板或(huo)管板接頭的(de)焊(han)(han)(han)(han)接。TIG焊(han)(han)(han)(han)能夠保(bao)證焊(han)(han)(han)(han)件有良好的(de)力學性(xing)(xing)能,特(te)別是(shi)低(di)溫(wen)韌性(xing)(xing)。一(yi)般TIG焊(han)(han)(han)(han)的(de)熔敷效率較低(di),即(ji)使自(zi)動焊(han)(han)(han)(han)也如此。
焊(han)時(shi)應(ying)使用純Ar或Ar+2%N2作為保護(hu)氣體。但(dan)V形坡口根部焊(han)接且雙面成形時(shi),背面需用保護(hu)氣體保護(hu),且用Ar+5%N2作為保護(hu)氣體,因為焊(han)縫表(biao)面容易(yi)失(shi)氮。
應當推薦(jian)使用Ar+N,混合(he)氣體作為雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)TIG焊(han)(han)(han)的(de)(de)保護(hu)氣體。因為為了保證雙(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬中奧(ao)氏體占優勢,焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬的(de)(de)鉻當量(liang)/鎳當量(liang)之(zhi)比應比母材小。若使用Ar+N,混合(he)氣體,則可使焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬增N,N是強奧(ao)氏體形成元素,焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬增N就等于增大了鎳當量(liang),間接(jie)地達(da)到了使鉻當量(liang)/鎳當量(liang)之(zhi)比變小的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。實踐證明(ming),在保護(hu)氣中加氮氣后,焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬中的(de)(de)N含量(liang)和奧(ao)氏體含量(liang)都增加了,見表3-44.
表3-44 保(bao)護氣體中N2含(han)(han)量對焊縫金屬中的N含(han)(han)量和(he)奧氏體含(han)(han)量的影響
③. 埋弧(hu)焊
埋(mai)弧焊可以用于雙相不銹鋼厚板的焊接,埋弧焊的問題是熔合比比較大,可以通過調整坡口形式、正確地選擇焊接線能量以及層間溫度,對熔合比加以控制。厚壁件的焊接,前幾道由于熔合比比較大,焊縫金屬鐵素體含量可能太大,加之冷卻速度慢,晶粒粗大,有可能使焊縫金屬和焊接熱影響區發生脆化。這一點可以用調整焊接材料,即前幾道熔合比較大時,采用鎳當量大的焊接材料。
3. 多(duo)層焊和(he)工藝焊縫
如(ru)前(qian)所述,采(cai)用SMAW法進行多(duo)(duo)層焊(han)(han)(han)時,由于后道焊(han)(han)(han)縫(feng)對前(qian)道焊(han)(han)(han)縫(feng)的熱(re)(re)處理作用,焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬中(zhong)的鐵素體(ti)會進一(yi)步轉變成(cheng)奧氏(shi)(shi)體(ti),成(cheng)為以奧氏(shi)(shi)體(ti)占優勢(shi)的兩相組織;毗鄰焊(han)(han)(han)縫(feng)的焊(han)(han)(han)接熱(re)(re)影響區(qu)組織中(zhong)的奧氏(shi)(shi)體(ti)含量也(ye)會由于多(duo)(duo)次加(jia)熱(re)(re)而增(zeng)多(duo)(duo),從而使整個焊(han)(han)(han)接接頭的組織和性能顯著(zhu)改善。但是,若(ruo)是多(duo)(duo)次加(jia)熱(re)(re)到中(zhong)溫區(qu),引起脆(cui)性相析出,也(ye)可(ke)能發生脆(cui)化。
由于上述原因,可以(yi)(yi)在焊(han)(han)完之后再熔敷一道工(gong)藝焊(han)(han)縫,以(yi)(yi)便對最后一道焊(han)(han)縫及其焊(han)(han)接熱影響區進(jin)行一次熱處理,以(yi)(yi)利于改善(shan)組織和提供性能。工(gong)藝焊(han)(han)縫最后可以(yi)(yi)經過加工(gong)去除(chu)。