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(ying)力腐蝕、點(dian)腐蝕和晶間(jian)腐蝕性能下降。
1. 雙相不銹鋼(gang)管焊縫(feng)相的(鐵素(su)體(ti)相與奧氏體(ti)相)比例
焊(han)(han)縫(feng)在焊(han)(han)后自(zi)然冷卻(que)條件下,由于相對于母材,熔池體積很小,其(qi)冷卻(que)速度很快,熔化的焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬(shu)沿著(zhu)熱(re)傳導方向,向焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)心呈(cheng)柱狀(zhuang)、樹(shu)枝狀(zhuang)結(jie)晶(jing)。這時結(jie)晶(jing)方向性很明顯(xian),并發生(sheng)合金(jin)元素(su)的偏析(xi),組(zu)(zu)(zu)織不(bu)穩定,在隨后的冷卻(que)過程(cheng)中(zhong),容易發生(sheng)組(zu)(zu)(zu)織轉(zhuan)變和析(xi)出(chu)金(jin)屬(shu)間相。如前所(suo)述(shu),雙(shuang)相和超級雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)管焊(han)(han)后直接使用(yong)(不(bu)進行焊(han)(han)后固溶熱(re)處理),配套(tao)焊(han)(han)材其(qi)鎳含量比母材高(gao)約2%,故其(qi)焊(han)(han)縫(feng)組(zu)(zu)(zu)織的奧氏體含量比母材的高(gao)(為60%~70%)。
在(zai)正常(chang)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)參數和(he)焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)自然(ran)(ran)冷(leng)卻(que)條(tiao)件下,配套的(de)焊(han)(han)(han)材(cai)(cai)的(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬可(ke)以(yi)(yi)(yi)達到要(yao)求(qiu)的(de)相(xiang)比例(FN=30%~70%),焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)力學(xue)性(xing)能、耐腐蝕(shi)性(xing)能可(ke)以(yi)(yi)(yi)適應雙(shuang)相(xiang)鋼的(de)要(yao)求(qiu);但(dan)是當采用(yong)(yong)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)(re)輸(shu)入較小(xiao)或焊(han)(han)(han)縫(feng)截面厚,焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)冷(leng)卻(que)速(su)度較快,焊(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)的(de)轉變(bian)來不(bu)及充(chong)分進(jin)行,那么焊(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)可(ke)能會超過(guo)(guo)70%。另一方(fang)面,熱(re)(re)輸(shu)入過(guo)(guo)大或者填(tian)充(chong)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)料較少,就可(ke)能加大母(mu)材(cai)(cai)的(de)(熔化)稀(xi)釋作用(yong)(yong),從而(er)降低焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬的(de)鎳含量,同樣會使焊(han)(han)(han)縫(feng)中的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)量增高(gao)(gao)(gao),出現鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)量過(guo)(guo)高(gao)(gao)(gao)的(de)現象。較高(gao)(gao)(gao)的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)通(tong)常(chang)表現為,低韌性(xing)和(he)耐腐蝕(shi)性(xing)欠佳。在(zai)焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)自然(ran)(ran)冷(leng)卻(que)狀態下,如不(bu)能防止焊(han)(han)(han)縫(feng)中高(gao)(gao)(gao)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)含量時,通(tong)常(chang)采取固溶(1050~1100℃)退火處理(li)(li)(li),使焊(han)(han)(han)縫(feng)像(xiang)母(mu)材(cai)(cai)一樣,通(tong)過(guo)(guo)熱(re)(re)處理(li)(li)(li)達到較為理(li)(li)(li)想(xiang)的(de)相(xiang)比例。所(suo)以(yi)(yi)(yi)焊(han)(han)(han)接(jie)雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹鋼管(guan),預先(xian)一定要(yao)根據(ju)板厚和(he)焊(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法選擇合(he)適的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)(re)輸(shu)入,以(yi)(yi)(yi)及確定焊(han)(han)(han)后(hou)(hou)是否(fou)進(jin)行熱(re)(re)處理(li)(li)(li)。
雙相(xiang)不銹鋼管焊接(jie)(jie)要力求使焊縫(feng)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)、熱(re)(re)影響區金屬(shu)(shu)(shu)(shu)與基體(ti)(ti)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)具有相(xiang)同的韌性及抗(kang)(kang)腐(fu)蝕性能。焊接(jie)(jie)時應(ying)防止生成過多(duo)的鐵素體(ti)(ti)。如果焊接(jie)(jie)工藝(yi)能夠保證焊縫(feng)金屬(shu)(shu)(shu)(shu)、熱(re)(re)影響區金屬(shu)(shu)(shu)(shu)的奧氏(shi)體(ti)(ti)、鐵素體(ti)(ti)比(bi)例為1:1,就能使產品具有很好(hao)的抗(kang)(kang)腐(fu)蝕性能與機械性能。
2. 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼管焊(han)接可能遇到的問(wen)題(ti)
①. 鐵素體(ti)含量過高(gao),從而降(jiang)低了韌性,導致開裂;
②. 熱(re)影響區晶(jing)粒長大;
③. 相(鐵素體(ti)相與奧(ao)氏(shi)體(ti)相)形成比(bi)例不佳,碳化(hua)物析出(chu)導致(zhi)抗腐蝕(shi)性降低;
④. 氮鉻化(hua)合(he)物析出,導致抗腐蝕性能降低。
克服(fu)上述問題的方(fang)法:
①. 選(xuan)擇(ze)含鎳高的焊(han)材(焊(han)絲);
②. 控制熱量輸人速度;
③. 多層(ceng)焊時,控(kong)制層(ceng)間(jian)溫度(du)小于(yu)200℃.