浙江至德鋼業有限公司焊接中心曾對太原鋼鐵公司生產的022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼管(guan) ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接方法(fa)的選擇(ze)
022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相(xiang)不銹鋼(gang)可以采用焊條電弧焊（SMAW）、氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）、熔化極氣體保護焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等多種方法焊接。根據現場施工條件，選用氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）進行打底焊和第一道填充焊，焊條電弧焊（SMAW）進行填充和蓋面焊。
2. 焊(han)接(jie)材料(liao)的選擇
對焊后直接使用的雙相不銹鋼管，使用焊接材料的化學成分通常與母材略有不同。要求焊材中的Ni含量要高于母材（約高2％～4％），以促進鐵素相向奧氏體的轉變，并穩定焊縫中的奧氏體相。022Cr22Ni5Mo3N屬于超低碳雙相不銹鋼，因此焊材要選用超低碳系列。表4-34為選用的焊接材料。
注：ER2209相當于我國YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌號(hao)。
3. 焊接參數的(de)選擇
采用60°V形(xing)坡口，鈍邊1.0mm，間隙(xi)3.0mm。焊(han)(han)接(jie)時(shi)，不需要(yao)對(dui)管件(jian)進行預熱，但應嚴格(ge)控制(zhi)層間溫度(du)和熱輸(shu)入。熱輸(shu)入在5～15kJ／cm范(fan)圍內，層間溫度(du)差，小于150℃。施焊(han)(han)過程(cheng)選擇(ze)多道焊(han)(han)，因為后續焊(han)(han)道對(dui)前道焊(han)(han)縫有熱處理作用，能(neng)使(shi)(shi)焊(han)(han)縫金屬中(zhong)(zhong)鐵素體(ti)(ti)(ti)進一步轉(zhuan)變為奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)，同時(shi)熱影區中(zhong)(zhong)的奧氏(shi)體(ti)(ti)(ti)數量也會增多，從而使(shi)(shi)整個(ge)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的組織和性(xing)能(neng)得到改善(shan)。焊(han)(han)接(jie)參數見表4-35。
4. 焊接接頭性能的(de)評估(gu)
a. 焊(han)接(jie)接(jie)頭力學性能
焊接(jie)接(jie)頭各項力學性能均良好(hao)，所有硬(ying)(ying)度均小于(yu)275HV，10,且焊接(jie)接(jie)頭的硬(ying)(ying)度變化與雙相組(zu)織的比(bi)例(li)有關(guan)，在(zai)(zai)熔合線和熱影區高溫(wen)段以(yi)粗(cu)大鐵(tie)素體為主(zhu)，硬(ying)(ying)度最高為275HV10。而(er)后基(ji)本(ben)上隨著奧氏(shi)體比(bi)例(li)的增加，硬(ying)(ying)度值逐(zhu)步下降，直至到(dao)母材硬(ying)(ying)度在(zai)(zai)240～260HV1。范圍內。
b. 金相組織與相比例
根部焊(han)(han)縫(feng)組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)奧氏(shi)體相(xiang)比例為50％～70％，熱影響區組(zu)織中(zhong)(zhong)(zhong)奧氏(shi)體相(xiang)為20％～45％。與根部和填充(chong)焊(han)(han)道相(xiang)比，蓋面(mian)焊(han)(han)焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)奧氏(shi)體相(xiang)比例有所減少(shao)，這是因為蓋面(mian)焊(han)(han)道沒有經歷后熱過(guo)程，焊(han)(han)后冷卻速度(du)相(xiang)對(dui)快些，因此，蓋面(mian)焊(han)(han)縫(feng)和熱影區中(zhong)(zhong)(zhong)奧氏(shi)體相(xiang)比例偏(pian)低。蓋面(mian)焊(han)(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)組(zu)織晶粒粗(cu)大，并呈羽毛狀分(fen)布。
c. 焊接接頭耐(nai)應力(li)腐蝕(shi)
采用恒(heng)變形U形彎曲試(shi)樣(yang)，按GB／T 17898-1999進行。定期用10倍放大(da)鏡觀(guan)察試(shi)樣(yang)裂紋(wen)(wen)情況，試(shi)驗表(biao)明(ming)，兩周未出現(xian)裂紋(wen)(wen)。
d. 焊接接頭耐晶間腐(fu)蝕
采(cai)用氟化鈉(na)-硝酸(suan)法(fa)（按(an)GB 1223-1975標準配制試(shi)(shi)驗(yan)溶液）進行試(shi)(shi)驗(yan)，腐蝕3h后取出試(shi)(shi)樣，用φ5mm的壓(ya)頭將試(shi)(shi)樣彎曲，在10倍放大鏡下觀察彎曲面，打底焊焊道(dao)表面均(jun)未出現任何裂紋。
浙(zhe)江至德鋼業有(you)限公司通過(guo)焊接(jie)工藝評定證明(ming)，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不(bu)銹鋼鋼管焊接(jie)性能良好，可直接(jie)在氣(qi)田和石油天然氣(qi)管路焊接(jie)中應用。
