雙(shuang)相不銹鋼焊接的一般準則(ze)主要有以下幾點:
1. 焊材(cai)的要求
焊材(cai)包(bao)括:①. 填充金屬;②. 保護(hu)氣(qi)體和背面保護(hu)氣(qi)體。分述如下(xia)。
在焊(han)(han)態下使用的(de)焊(han)(han)接結構,其(qi)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)與(yu)母材相(xiang)(xiang)比應是合金元素(su)鎳含量較高(gao)的(de)。這(zhe)是為了保證合適的(de)鐵素(su)體和奧氏(shi)體的(de)相(xiang)(xiang)比例。這(zhe)一純焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)在焊(han)(han)態下,必須有這(zhe)樣的(de)成分,即能在結晶后直(zhi)接均勻(yun)地形成以奧氏(shi)體為主(zhu)(30%~70%)的(de)并(bing)含有鐵素(su)體的(de)雙相(xiang)(xiang)組織。當焊(han)(han)件可在1050~1100℃溫度下退(tui)火(huo)時,應該選擇與(yu)母材成分(Ni=5.5%~7.0%)相(xiang)(xiang)當的(de)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)(shu)。在這(zhe)種焊(han)(han)接工藝(yi)中,焊(han)(han)后占主(zhu)要的(de)鐵素(su)體基體轉(zhuan)變形成了平衡的(de)鐵素(su)體/奧氏(shi)體組織。
焊接雙相(xiang)不銹鋼(gang)和超級雙(shuang)相不銹鋼(gang)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(cai)用填充焊(han)(han)絲和其他焊(han)(han)接(jie)方法(GTAW、GMAW、SAW)熔敷的焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬與焊(han)(han)絲有(you)類似(si)的化學成分(fen)。
保(bao)護氣(qi)體(ti)適用于各(ge)種(zhong)氣(qi)體(ti)保(bao)護焊(han)方法(見表(biao)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(qi),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. 焊接方法選擇
焊(han)接(jie)方(fang)法根據焊(han)件結構(gou)厚(hou)度及相關條(tiao)件的(de)經濟性(xing),可以采用(yong)下述焊(han)接(jie)方(fang)法:①. 手(shou)工焊(han)(SMAW); ②. 氣(qi)(qi)體保護鎢極(ji)電(dian)弧(hu)焊(han)(GTAW); ③. 氣(qi)(qi)體保護金屬(熔化(hua))極(ji)電(dian)弧(hu)焊(han)(GMAW);④. 藥芯焊(han)絲電(dian)弧(hu)焊(han)(FCAW); ⑤. 埋弧(hu)焊(han)(SAW); ⑥. 等離子(zi)電(dian)弧(hu)焊(han)(PAW)。
對于不(bu)銹鋼(gang)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)(jian)和(he)其(qi)他結構(gou)件(jian)(jian)的(de)修復焊(han)(han)(han)接(jie),通(tong)常選用(yong)SMAW(MMA),PAW 應用(yong)于(yu)薄斷面構(gou)件(jian)(jian)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)和(he)直管焊(han)(han)(han)縫(feng)根(gen)部的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)。
在焊(han)(han)件(jian)上均應該填(tian)加焊(han)(han)絲(條(tiao)),包括焊(han)(han)根。如果不(bu)填(tian)加焊(han)(han)材進行(xing)焊(han)(han)接,則必(bi)須在焊(han)(han)后進行(xing)固溶處理。
3. 焊接熱輸入(ru)的確定
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(jie)頭設計
雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)接頭設計必須有助于完全焊透并避免在凝固的(de)焊縫金屬(shu)中存在未熔合的(de)母材。與奧氏體鋼(gang)(gang)不(bu)同的(de)是焊接雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)時,坡口根部間隙(xi)(xi)、坡口角度(du)均(jun)略(lve)大于奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)。并且(qie)坡口最好(hao)采用切(qie)削加(jia)工而不(bu)用砂輪打磨,以使焊接區厚度(du)或間隙(xi)(xi)均(jun)勻(yun)。必須打磨時,應特別注意坡口及(ji)其配(pei)合的(de)均(jun)勻(yun)性(xing)。雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)一(yi)些接頭設計如表(biao)2-18所示。

5. 預(yu)熱和(he)層間溫度
除了(le)在大拘束度(du)下(xia)可能引起高(gao)鐵素體組(zu)織(焊(han)縫、熱(re)(re)影響區)開裂(氫(qing)致裂紋)之外,雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼和(he)超(chao)(chao)級雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼不(bu)(bu)(bu)需要預熱(re)(re)。對(dui)于大拘束度(du)焊(han)件推薦(jian)預熱(re)(re)到(dao)150℃.對(dui)于23%Cr無Mo雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼和(he)22%Cr雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼,層(ceng)間(jian)(jian)溫度(du)不(bu)(bu)(bu)應(ying)該(gai)超(chao)(chao)過200℃.對(dui)25%Cr雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼和(he)超(chao)(chao)級雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼,層(ceng)間(jian)(jian)溫度(du)不(bu)(bu)(bu)應(ying)超(chao)(chao)過150℃,為了(le)獲(huo)得最(zui)佳的焊(han)縫金屬性能,超(chao)(chao)級雙(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼推薦(jian)使(shi)用(yong)(yong)的最(zui)高(gao)預熱(re)(re)溫度(du)為100℃.在采(cai)用(yong)(yong)焊(han)后固(gu)溶處理(li)的情況下(xia),不(bu)(bu)(bu)要求限制層(ceng)間(jian)(jian)溫度(du)。
6. 焊后處(chu)理(li)
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(qing)理(li)和鈍化
焊(han)前(qian)、焊(han)后的表(biao)面清(qing)(qing)理及焊(han)縫附近的酸洗鈍化處理可采用(yong)標準不銹鋼的清(qing)(qing)理作業。

