浙江至德鋼業有限公司焊接中心曾對太原鋼鐵公司生產的022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼(gang)管 ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接方法的選擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼可以采用焊條電弧焊（SMAW）、氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）、熔化極氣體保護焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等多種方法焊接。根據現場施工條件，選用氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）進行打底焊和第一道填充焊，焊條電弧焊（SMAW）進行填充和蓋面焊。
2. 焊接材料的選擇
對焊后直接使用的雙相不銹(xiu)鋼管，使用焊接材料的化學成分通常與母材略有不同。要求焊材中的Ni含量要高于母材（約高2％～4％），以促進鐵素相向奧氏體的轉變，并穩定焊縫中的奧氏體相。022Cr22Ni5Mo3N屬于超低碳雙相不銹鋼，因此焊材要選用超低碳系列。表4-34為選用的焊接材料。
注：ER2209相當于我國(guo)YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌(pai)號。
3. 焊(han)接參數(shu)的選(xuan)擇
采用(yong)60°V形(xing)坡口，鈍邊1.0mm，間隙3.0mm。焊(han)接(jie)(jie)(jie)時(shi)，不需(xu)要對(dui)管件(jian)進行預(yu)熱(re)(re)，但(dan)應(ying)嚴格控(kong)制層間溫度(du)和熱(re)(re)輸入。熱(re)(re)輸入在5～15kJ／cm范圍內(nei)，層間溫度(du)差，小于150℃。施焊(han)過程選擇多道(dao)焊(han)，因為(wei)后續焊(han)道(dao)對(dui)前道(dao)焊(han)縫有(you)熱(re)(re)處理作(zuo)用(yong)，能使焊(han)縫金屬中鐵(tie)素體進一步轉變為(wei)奧氏(shi)(shi)體，同時(shi)熱(re)(re)影區中的奧氏(shi)(shi)體數量(liang)也會增多，從(cong)而使整個焊(han)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的組織和性(xing)能得到改善。焊(han)接(jie)(jie)(jie)參數見表(biao)4-35。
4. 焊接接頭性能的評(ping)估
a. 焊接(jie)接(jie)頭力學性能
焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭各項力學性能(neng)均(jun)良好，所有硬度均(jun)小于275HV，10,且(qie)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭的硬度變(bian)化與雙相(xiang)組織的比例有關，在熔合(he)線和熱影區高(gao)溫段以粗大(da)鐵素體(ti)為(wei)主，硬度最(zui)高(gao)為(wei)275HV10。而后(hou)基本上隨著(zhu)奧(ao)氏體(ti)比例的增加，硬度值逐(zhu)步下降，直至到(dao)母材(cai)硬度在240～260HV1。范圍內。
b. 金相組織與相比(bi)例
根部(bu)焊(han)(han)縫(feng)組織中(zhong)奧氏體相比例(li)為50％～70％，熱影(ying)響區組織中(zhong)奧氏體相為20％～45％。與(yu)根部(bu)和填充焊(han)(han)道(dao)相比，蓋(gai)面(mian)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)奧氏體相比例(li)有(you)所減少，這是因為蓋(gai)面(mian)焊(han)(han)道(dao)沒有(you)經歷后(hou)熱過程，焊(han)(han)后(hou)冷卻(que)速度相對快些，因此，蓋(gai)面(mian)焊(han)(han)縫(feng)和熱影(ying)區中(zhong)奧氏體相比例(li)偏低。蓋(gai)面(mian)焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)組織晶粒粗大(da)，并呈羽(yu)毛狀分布。
c. 焊接接頭耐(nai)應(ying)力腐(fu)蝕
采用(yong)恒變形U形彎曲試(shi)(shi)樣(yang)，按GB／T 17898-1999進(jin)行(xing)。定期用(yong)10倍放(fang)大(da)鏡觀(guan)察試(shi)(shi)樣(yang)裂(lie)紋(wen)情(qing)況，試(shi)(shi)驗表(biao)明，兩周未出(chu)現裂(lie)紋(wen)。
d. 焊接接頭耐晶間腐蝕
采(cai)用氟化(hua)鈉-硝酸法（按GB 1223-1975標(biao)準(zhun)配(pei)制試(shi)驗溶液）進行試(shi)驗，腐蝕3h后(hou)取出試(shi)樣，用φ5mm的壓頭將試(shi)樣彎曲(qu)，在10倍放大鏡下觀察(cha)彎曲(qu)面，打底焊焊道(dao)表面均未出現任何(he)裂紋(wen)。
浙江至德鋼(gang)業有限公(gong)司通(tong)過(guo)焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝評定證明(ming)，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼(gang)鋼(gang)管焊(han)(han)接(jie)性(xing)能(neng)良好，可直接(jie)在氣(qi)田和石油天然氣(qi)管路焊(han)(han)接(jie)中應用(yong)。
