雙相不(bu)銹(xiu)鋼焊接(jie)的一般(ban)準(zhun)則(ze)主(zhu)要有以下幾點:
1. 焊(han)材的要求
焊材(cai)包(bao)括:①. 填(tian)充金屬;②. 保護(hu)氣(qi)體和背面保護(hu)氣(qi)體。分述如下(xia)。
在(zai)焊態下(xia)使用的(de)(de)(de)焊接(jie)結(jie)構,其焊縫金(jin)屬(shu)與母材(cai)相比應是(shi)(shi)合金(jin)元素(su)鎳(nie)含量(liang)較高(gao)的(de)(de)(de)。這是(shi)(shi)為(wei)了(le)保(bao)證合適的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)和奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)的(de)(de)(de)相比例。這一純(chun)焊縫金(jin)屬(shu)在(zai)焊態下(xia),必須(xu)有這樣的(de)(de)(de)成(cheng)分,即能在(zai)結(jie)晶后直(zhi)接(jie)均勻地形(xing)成(cheng)以(yi)奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)為(wei)主(zhu)(zhu)(30%~70%)的(de)(de)(de)并含有鐵素(su)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)雙相組織。當焊件可在(zai)1050~1100℃溫度下(xia)退(tui)火時,應該選(xuan)擇(ze)與母材(cai)成(cheng)分(Ni=5.5%~7.0%)相當的(de)(de)(de)焊縫金(jin)屬(shu)。在(zai)這種焊接(jie)工藝中,焊后占(zhan)主(zhu)(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)轉變形(xing)成(cheng)了(le)平衡(heng)的(de)(de)(de)鐵素(su)體(ti)(ti)/奧(ao)(ao)氏體(ti)(ti)組織。
焊接雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的焊材均是配套設計的(詳見表2-13和表2-14)。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條,也可以用堿性藥皮焊條。堿性藥皮的焊條對全位置的焊接更適宜一些,而鈦型焊條工藝性優良,在幾乎所有的實際應用中都可獲得滿意的效果。
采用填充焊絲和其他焊接方法(fa)(GTAW、GMAW、SAW)熔敷的(de)焊縫金屬與(yu)焊絲有類似的(de)化學成分。
保護氣體(ti)適用于各種氣體(ti)保護焊方法(見(jian)表2-17)
背面保護氣體用于單面焊的焊管內部氣體保護,既可以用工業純氬氣,也可以用高純度氬氣(99.99%).在所有情況下,氣體都應該干燥(PrEN439: 除CO2外,所有氣體中水分最大不超過40 ppm,露點最高-50℃,CO2中的水分最大不超過200 ppm,露點最高為-35℃),應該采取各種措施避免水分浸入保護氣體中。
保護氣體和背面保護氣體對焊縫金屬的含氮量有影響。由于保護氣體中氮氣分壓低,可能從焊縫熔池中擴散出氮氣,從而使焊縫金屬含氮量降低,最大可減少0.05%氮氣。存在這種危險時,在保護氣體和背面保護氣體中必須加人5%氮氣,以防止焊縫金屬氮氣損失。
2. 焊接方法(fa)選擇
焊(han)接方(fang)法根據焊(han)件結構厚度及相(xiang)關條(tiao)件的經濟性(xing),可以采用下述焊(han)接方(fang)法:①. 手工焊(han)(SMAW); ②. 氣(qi)(qi)體保(bao)護鎢極電(dian)弧焊(han)(GTAW); ③. 氣(qi)(qi)體保(bao)護金(jin)屬(熔化)極電(dian)弧焊(han)(GMAW);④. 藥芯焊(han)絲電(dian)弧焊(han)(FCAW); ⑤. 埋弧焊(han)(SAW); ⑥. 等離(li)子電(dian)弧焊(han)(PAW)。
對于不銹(xiu)鋼管焊接,常用方法是采用GTAW作根部焊接,然后用其他不同的焊接方法完成接頭焊接,如SMAW、GTAW或GMAW.中厚板的對接焊采用SMAW(MMA)、SAW或FCAW來完成。
對于(yu)鑄件(jian)和(he)其(qi)他結構(gou)件(jian)的(de)修復焊接,通常(chang)選用SMAW(MMA),PAW 應用于(yu)薄斷面構(gou)件(jian)的(de)焊接和(he)直管焊縫根部的(de)焊接。
在(zai)(zai)焊件上(shang)均應(ying)該填加焊絲(條),包括(kuo)焊根。如果不填加焊材(cai)進(jin)行焊接,則(ze)必須在(zai)(zai)焊后進(jin)行固溶處理。
3. 焊接熱輸入的(de)確(que)定(ding)
在母材和焊材確定之后,無論采取何種焊接方法,都必須嚴格控制焊接熱輸入。雙相及超級雙相不銹鋼焊接接頭的性能,很大程度上取決于采用的熱輸入。與奧氏體不銹鋼相比,雙相鋼焊接時可承受較大的熱輸入,使焊后冷卻過程、熱影響區形成足夠的奧氏體相,滿足接頭力學和耐蝕性的要求。但是熱輸過大,促進熱影響區形成Cr2N、σ相等脆性相,降低塑韌性和耐蝕性,因此對于具體焊件上采用多大的熱輸入,應在焊件焊前參考表2-16推薦的熱輸入范圍,根據結構的斷面尺寸和焊接方法進行工藝試驗或工藝評定,最終確定應使用的工藝參數,保證焊接接頭的性能。
4. 接頭設計
雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)接(jie)頭(tou)設(she)計必須有助于(yu)完全焊(han)透并避免在凝固的(de)焊(han)縫(feng)金屬中存在未熔合的(de)母材。與(yu)奧(ao)氏體鋼(gang)(gang)(gang)(gang)不(bu)同的(de)是焊(han)接(jie)雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)時,坡(po)口(kou)根(gen)部間隙、坡(po)口(kou)角(jiao)度(du)均略大于(yu)奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)。并且坡(po)口(kou)最好采用切削加(jia)工而不(bu)用砂(sha)輪打(da)磨,以(yi)使焊(han)接(jie)區厚度(du)或間隙均勻。必須打(da)磨時,應特別注意(yi)坡(po)口(kou)及其(qi)配合的(de)均勻性。雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)的(de)一(yi)些(xie)接(jie)頭(tou)設(she)計如(ru)表2-18所示(shi)。
5. 預熱和層間溫度
除(chu)了(le)在大拘束度(du)下可(ke)能引起高鐵素體組(zu)織(焊(han)縫(feng)、熱(re)影(ying)響(xiang)區)開裂(lie)(氫致(zhi)裂(lie)紋)之(zhi)外,雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)不需要預熱(re)。對(dui)于大拘束度(du)焊(han)件推薦預熱(re)到150℃.對(dui)于23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)22%Cr雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),層間(jian)溫(wen)度(du)不應該超(chao)過(guo)200℃.對(dui)25%Cr雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),層間(jian)溫(wen)度(du)不應超(chao)過(guo)150℃,為了(le)獲得最(zui)佳的(de)焊(han)縫(feng)金屬性能,超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)推薦使用(yong)的(de)最(zui)高預熱(re)溫(wen)度(du)為100℃.在采用(yong)焊(han)后固(gu)溶處理的(de)情況下,不要求限制層間(jian)溫(wen)度(du)。
6. 焊后處理
雙相不銹鋼不需要焊后消除應力處理,且進行這樣的熱處理可能是有害的。因為它可使雙相不銹鋼析出金屬間相,降低韌性和耐蝕性。但如果由于焊件高應變狀態或存在導致耐腐蝕性降低和塑性降低的有害相變,使焊件質量降低,這樣的焊件通常應該進行固溶處理。23%Cr無Mo雙相不銹鋼和22%Cr雙相不銹鋼應該在1050~1100℃的溫度下進行熱處理。而25%Cr雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼要求處理溫度為1070~1120℃。當匹配的焊縫金屬化學成分(Ni=8%~10%)高于焊件化學成分時,應該選擇給定的溫度上限。加熱應該盡可能地快,固溶退火之后立即進行水淬。最有效的加熱方法是感應加熱。保溫時間應該是5~30min,應該足以恢復相平衡,包括金屬間相(特別是σ和X相)的溶解。
7. 清理和鈍化
焊前、焊后(hou)的表面(mian)清理(li)及焊縫附近(jin)的酸洗鈍(dun)化處理(li)可采(cai)用標準不銹鋼的清理(li)作業。