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(gang)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腐蝕(shi)、點腐蝕的優良特性。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. 雙相不銹鋼管焊接方法
雙相不(bu)銹鋼管(guan)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)極氬弧焊(han)、熔化極氣體保護焊、等離(li)子電弧焊和埋弧焊。
2. 雙相不銹鋼管(guan)焊(han)接工藝要點
①. 預熱和層(ceng)間溫度(du)
除了在(zai)大拘束(shu)度(du)下,可能(neng)引起高鐵素體組(zu)織(焊縫、熱(re)(re)影響(xiang)區)開(kai)裂(氫致裂紋(wen))之外(wai),雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管和(he)超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)不需要預熱(re)(re)。對于大拘束(shu)度(du)焊件推薦預熱(re)(re)到(dao)150℃。對于23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)22%Cr雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),層(ceng)(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)不應(ying)超(chao)過200℃。對25%Cr雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管和(he)超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),層(ceng)(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)不應(ying)超(chao)過150℃。為了獲(huo)得最佳的焊縫金(jin)屬性(xing)能(neng),超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)管推薦使用(yong)(yong)的最高預熱(re)(re)溫(wen)(wen)度(du)為100℃。在(zai)采(cai)用(yong)(yong)焊后固溶處理的情況下,不要求限制(zhi)層(ceng)(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度(du)。
②. 焊后熱(re)處理
雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管不(bu)需要(yao)(yao)焊(han)后(hou)消除應(ying)力處(chu)理(li),而(er)且進(jin)行這(zhe)樣的(de)(de)(de)熱處(chu)理(li)可能是(shi)有害(hai)的(de)(de)(de)。因為它可使(shi)雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)析出(chu)金屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang),降低(di)(di)韌性(xing)(xing)和(he)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)。但如果由于焊(han)件處(chu)于高(gao)應(ying)變狀態或存在導(dao)致(zhi)耐(nai)腐蝕(shi)性(xing)(xing)降低(di)(di)和(he)塑性(xing)(xing)降低(di)(di)的(de)(de)(de)有害(hai)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)變,使(shi)焊(han)件質量降低(di)(di),這(zhe)樣的(de)(de)(de)焊(han)件通(tong)常應(ying)該(gai)進(jin)行固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)。23%Cr無Mo雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)22%Cr雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)應(ying)該(gai)在1050~1100℃的(de)(de)(de)溫(wen)度下(xia)進(jin)行固(gu)溶(rong)熱處(chu)理(li)。而(er)25%Cr 雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)和(he)超級雙(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)要(yao)(yao)求固(gu)溶(rong)處(chu)理(li)的(de)(de)(de)溫(wen)度為1070~1120℃.當匹配的(de)(de)(de)焊(han)縫金屬(shu)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學(xue)成分(Ni=8%~10%)高(gao)于焊(han)件化(hua)(hua)學(xue)成分時,應(ying)該(gai)選擇給定的(de)(de)(de)溫(wen)度上限。加(jia)熱應(ying)該(gai)盡可能快(kuai),固(gu)溶(rong)退火之(zhi)后(hou)立即進(jin)行水淬。焊(han)后(hou)熱處(chu)理(li)最(zui)有效的(de)(de)(de)加(jia)熱方法是(shi)感(gan)應(ying)加(jia)熱。保溫(wen)時間5~30min,應(ying)該(gai)足以(yi)恢復相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)平(ping)衡,包(bao)括(kuo)金屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(特別是(shi)σ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)x相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))的(de)(de)(de)溶(rong)解。
③. 清理(li)和(he)鈍化
焊后的表面清(qing)理及焊縫附近的酸洗鈍化處理可采用標準不銹鋼的清(qing)理作業(ye)。
3. 保持焊(han)后抗腐蝕性能的方(fang)法
①. 控制焊(han)接時焊(han)料的飛濺(jian)物、雜(za)質、氧(yang)化物的形(xing)成(cheng),因為這(zhe)些(xie)物質會(hui)降低抗點(dian)蝕(shi)與抗間隙腐(fu)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(cai)取背(bei)面(mian)保護,焊管(guan)則應通入內保護氣體。