1. 不同電弧(hu)焊(han)焊(han)接方法的試(shi)驗

   選用寶鋼生產的15mm厚退火酸洗態2205雙相不銹(xiu)鋼，采用焊條電弧焊（SMAW）、鎢極氬弧焊（TIG）和埋弧焊（SAW）的焊接接頭進行性能比較。焊材分別采用Avesta的2205AC／DC焊條、ER2209-TIG焊絲和ER2209-SA焊絲。焊條直徑為3.2mm和4.0mm兩種，TIG焊絲φ2.4mm，SAW焊絲φ3.2mm。埋弧焊劑為 Avesta805型。材料的主要成分及性能見表4-24和表4-25。其中，材料點蝕當量按公式PREN=Cr％＋3.3×Mo％＋16×N％計算。

   焊接試板加工成400mm×200mm×15mm，平板拼焊，不同焊接方法的X形坡口設置見表4-26。焊件坡口焊前均經過丙酮去油污處理。SMAW采用雙面多層焊，正反面各4道，每層熱輸入在1.0～1.5kJ／mm之間。TIG焊正面5道、反面4道，焊接保護氣為Ar＋1.5％N₂，每層熱輸入均在1.1～1.8kJ／mm之間。SAW采用正反面單道焊，每道熱輸入均在2.0kJ／mm左右。各種焊接方法的層間溫度都小于150℃。

2. 試驗結果與評(ping)估(gu)

  a. 焊(han)接接頭微(wei)觀組(zu)織 

     利用上述(shu)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法得到的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭宏觀(guan)形貌如圖(tu)4-7所示，其中(zhong)，SAW反面焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)因(yin)(yin)為局部區(qu)域未填滿，用焊(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)進行了少量(liang)(liang)填補。不過(guo)從圖(tu)中(zhong)可以看出(chu)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成形均(jun)較(jiao)(jiao)完好(hao)，沒有(you)發(fa)(fa)現咬邊(bian)、夾(jia)渣(zha)等缺陷。取焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)上部大(da)(da)致(zhi)相(xiang)(xiang)同(tong)部位(wei)及熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)組織(zhi)進行對(dui)(dui)比(bi)分析(xi)，如圖(tu)4-8所示，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬都(dou)含(han)有(you)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)和鐵素體(ti)的(de)(de)(de)混合(he)組織(zhi)。在不同(tong)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)，發(fa)(fa)現有(you)三(san)(san)(san)種形態的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)，但由于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)不同(tong)部位(wei)合(he)金成分和冷卻速度的(de)(de)(de)差(cha)異，三(san)(san)(san)種形態的(de)(de)(de)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)比(bi)例(li)(li)也有(you)所不同(tong)。對(dui)(dui)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)的(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)比(bi)例(li)(li)，由于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)條電(dian)(dian)弧焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)條所含(han)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)形成元素Ni、N含(han)量(liang)(liang)較(jiao)(jiao)高(gao)，同(tong)時(shi)受多(duo)道(dao)焊(han)(han)(han)(han)(han)上層對(dui)(dui)下層再熱(re)的(de)(de)(de)影(ying)響(xiang)，其焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)中(zhong)上部奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例(li)(li)較(jiao)(jiao)高(gao)，達(da)到61.8％；而TIG與SAW焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)兩相(xiang)(xiang)比(bi)例(li)(li)相(xiang)(xiang)差(cha)不大(da)(da)，在50％左右。對(dui)(dui)于(yu)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)（HAZ），三(san)(san)(san)者(zhe)的(de)(de)(de)鐵素體(ti)相(xiang)(xiang)所占比(bi)例(li)(li)相(xiang)(xiang)差(cha)不大(da)(da)，均(jun)在55％～60％。但TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)因(yin)(yin)累積熱(re)輸入較(jiao)(jiao)大(da)(da)，熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)鐵素體(ti)平均(jun)晶粒(li)尺寸(cun)較(jiao)(jiao)SAW要大(da)(da)，而鐵素體(ti)晶粒(li)尺寸(cun)將是影(ying)響(xiang)雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)沖擊(ji)性(xing)能(neng)的(de)(de)(de)一個因(yin)(yin)素。另(ling)外，三(san)(san)(san)者(zhe)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熱(re)影(ying)響(xiang)區(qu)均(jun)未發(fa)(fa)現金屬間相(xiang)(xiang)，說(shuo)明(ming)三(san)(san)(san)種焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)方法的(de)(de)(de)熱(re)輸入均(jun)在合(he)理的(de)(de)(de)范圍之(zhi)內。

  b. 焊接接頭力學性(xing)能 

     接(jie)(jie)頭(tou)力學拉(la)(la)伸結果：SMAW 焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)抗(kang)拉(la)(la)強度(du)為(wei)(wei)780MPa，在(zai)熱影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)斷裂(lie)；而TIG與(yu)SAW接(jie)(jie)頭(tou)強度(du)分別(bie)(bie)為(wei)(wei)790MPa和(he)785MPa，斷在(zai)母(mu)材(cai)(cai)區(qu)(qu)。三者接(jie)(jie)頭(tou)的抗(kang)拉(la)(la)強度(du)與(yu)母(mu)材(cai)(cai)相當。圖4-9所示為(wei)(wei)SMAW和(he)TIG焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)焊(han)(han)縫區(qu)(qu)（WM）、熱影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)（HAZ）與(yu)母(mu)材(cai)(cai)在(zai)-196～-20℃溫度(du)區(qu)(qu)間的沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)能量(liang)的對(dui)(dui)比，結果表明母(mu)材(cai)(cai)具有較高(gao)的沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)能量(liang)，且韌脆轉變溫度(du)較低。從圖4-10中(zhong)可以看(kan)出：-40℃時，TIG焊(han)(han)與(yu)SAW焊(han)(han)縫的沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)能量(liang)分別(bie)(bie)為(wei)(wei)133J和(he)78J，明顯高(gao)于(yu)SMAW的37J;對(dui)(dui)于(yu)熱影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)，SAW 接(jie)(jie)頭(tou)熱影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)因(yin)累積熱輸入最小，晶(jing)粒尺(chi)寸長大情況最小，沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)能量(liang)最高(gao)，為(wei)(wei)207J，高(gao)于(yu)TIG的122J和(he)SMAW的109J。上述結果對(dui)(dui)于(yu)不(bu)同三種(zhong)焊(han)(han)接(jie)(jie)方(fang)法(fa)均滿足ASTM A923-06（B）標準對(dui)(dui)2205雙相不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)(han)縫區(qu)(qu)34J（-40℃）和(he)熱影(ying)(ying)(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)54J（-40℃）的沖(chong)擊(ji)(ji)吸(xi)(xi)收(shou)能量(liang)的要(yao)求。

  c. 接頭腐(fu)蝕性能

     圖4-11所(suo)示為三種焊(han)(han)(han)(han)(han)接方法得(de)到(dao)的焊(han)(han)(han)(han)(han)接接頭點(dian)腐蝕(shi)(shi)速(su)率比較(jiao)。SMAW接頭由于焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)含(han)有(you)一些(xie)硅、錳(meng)氧化(hua)物夾(jia)雜(za)，焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)氧位較(jiao)高(gao)，耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)較(jiao)差，腐蝕(shi)(shi)速(su)率在9mg／(d㎡d）左(zuo)右，仍能滿足ASTMA923-06（C）標(biao)準(zhun)的小于10mg/（d㎡·d）要(yao)求(qiu)。而TIG和(he)(he)SAW焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)耐(nai)蝕(shi)(shi)性(xing)較(jiao)好，失重速(su)率均小于1mg／（d㎡·d）。根據經驗，改善(shan)焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)腐蝕(shi)(shi)和(he)(he)沖擊(ji)性(xing)能，可采(cai)用短弧焊(han)(han)(han)(han)(han)和(he)(he)減少弧焊(han)(han)(han)(han)(han)過程焊(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)擺動的方法。

  總之，通過(guo)對于中厚2205雙相不(bu)銹(xiu)鋼板的整體評估(gu)，可以認為：TIG接(jie)頭綜合性能最好，SAW其次，SMAW較差。但SAW效率較高，焊接(jie)雙相不(bu)銹(xiu)鋼中厚板時，該焊接(jie)方法將是一(yi)種不(bu)錯的選擇。