雙相不銹鋼管焊接的主要問題是“使用焊接性”,因為雙相不銹鋼管(guan)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(fu)蝕和晶間腐蝕性能下降。
1. 雙相不銹鋼管焊縫相的(鐵(tie)素體相與奧氏體相)比例
焊(han)縫(feng)在(zai)焊(han)后(hou)自然冷(leng)卻條件下,由于相對于母(mu)材,熔池(chi)體(ti)積很小(xiao),其冷(leng)卻速度很快,熔化的焊(han)縫(feng)金(jin)(jin)(jin)屬(shu)沿著熱(re)(re)傳導方向,向焊(han)縫(feng)中心呈柱狀、樹枝(zhi)狀結(jie)(jie)晶。這時結(jie)(jie)晶方向性很明顯,并發生(sheng)合金(jin)(jin)(jin)元素(su)的偏析,組織(zhi)不穩定,在(zai)隨后(hou)的冷(leng)卻過(guo)程中,容易發生(sheng)組織(zhi)轉變(bian)和(he)析出金(jin)(jin)(jin)屬(shu)間相。如前(qian)所述,雙(shuang)相和(he)超級雙(shuang)相不銹鋼(gang)管焊(han)后(hou)直接使(shi)用(不進行焊(han)后(hou)固溶熱(re)(re)處理),配套焊(han)材其鎳含(han)(han)量比母(mu)材高約2%,故其焊(han)縫(feng)組織(zhi)的奧氏體(ti)含(han)(han)量比母(mu)材的高(為60%~70%)。
在(zai)正常的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)參數和(he)焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)自然冷卻條件下,配套的(de)焊(han)(han)(han)(han)材的(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金屬可(ke)以達到(dao)要求的(de)相(xiang)比例(FN=30%~70%),焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)力學性(xing)(xing)能(neng)、耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)可(ke)以適應雙(shuang)相(xiang)鋼的(de)要求;但是當采用的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱輸(shu)(shu)入(ru)較(jiao)小或焊(han)(han)(han)(han)縫截面(mian)厚(hou),焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)冷卻速度較(jiao)快(kuai),焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)的(de)鐵素(su)體的(de)轉變來不及充分進行(xing),那(nei)么焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)的(de)鐵素(su)體可(ke)能(neng)會(hui)超過(guo)(guo)70%。另(ling)一方面(mian),熱輸(shu)(shu)入(ru)過(guo)(guo)大或者填(tian)充的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)材料較(jiao)少,就可(ke)能(neng)加大母材的(de)(熔化)稀釋作用,從而(er)降低(di)焊(han)(han)(han)(han)縫金屬的(de)鎳含量,同樣(yang)會(hui)使焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)的(de)鐵素(su)體量增高,出現鐵素(su)體量過(guo)(guo)高的(de)現象。較(jiao)高的(de)鐵素(su)體通常表現為,低(di)韌性(xing)(xing)和(he)耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)(xing)欠佳。在(zai)焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)自然冷卻狀態(tai)下,如不能(neng)防止焊(han)(han)(han)(han)縫中(zhong)高鐵素(su)體含量時,通常采取固溶(1050~1100℃)退火處理(li),使焊(han)(han)(han)(han)縫像(xiang)母材一樣(yang),通過(guo)(guo)熱處理(li)達到(dao)較(jiao)為理(li)想(xiang)的(de)相(xiang)比例。所以焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼管,預先一定要根據板厚(hou)和(he)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法選(xuan)擇合適的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱輸(shu)(shu)入(ru),以及確(que)定焊(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)是否進行(xing)熱處理(li)。
雙相不銹鋼管(guan)焊(han)接(jie)要力求使(shi)焊(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)、熱影響(xiang)區金屬(shu)(shu)(shu)與(yu)基體金屬(shu)(shu)(shu)具有(you)相同(tong)的韌性(xing)及抗腐蝕性(xing)能(neng)。焊(han)接(jie)時應防止生成過多(duo)的鐵(tie)素體。如果焊(han)接(jie)工藝能(neng)夠保證焊(han)縫金屬(shu)(shu)(shu)、熱影響(xiang)區金屬(shu)(shu)(shu)的奧(ao)氏體、鐵(tie)素體比例為1:1,就能(neng)使(shi)產(chan)品具有(you)很好的抗腐蝕性(xing)能(neng)與(yu)機(ji)械性(xing)能(neng)。
2. 雙相不(bu)銹鋼管焊接可能遇到的(de)問題(ti)
①. 鐵素體含量(liang)過高(gao),從而(er)降低了韌性,導致開(kai)裂(lie);
②. 熱影(ying)響區(qu)晶(jing)粒長大;
③. 相(xiang)(鐵素體相(xiang)與奧氏體相(xiang))形(xing)成比例不佳(jia),碳化物(wu)析出導致抗腐蝕(shi)性降低;
④. 氮鉻化(hua)合(he)物析出,導致抗腐蝕性(xing)能(neng)降低。
克(ke)服上述問題的方法:
①. 選(xuan)擇含鎳高的焊(han)材(cai)(焊(han)絲);
②. 控制(zhi)熱量(liang)輸(shu)人速度;
③. 多(duo)層焊時,控制層間溫度小于200℃.