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(bu)銹鋼管 ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接方法的選擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙相不(bu)銹鋼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)接材料的選擇
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(zhu)：ER2209相當(dang)于我國YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌號(hao)。
3. 焊接參數的選擇
采用60°V形坡口，鈍邊1.0mm，間隙(xi)3.0mm。焊(han)(han)接時，不需(xu)要對管件進行預熱(re)(re)，但應嚴格控制層間溫度和(he)(he)熱(re)(re)輸入。熱(re)(re)輸入在(zai)5～15kJ／cm范(fan)圍內，層間溫度差，小(xiao)于150℃。施焊(han)(han)過程選擇多道焊(han)(han)，因為后續(xu)焊(han)(han)道對前道焊(han)(han)縫有熱(re)(re)處理作用，能使(shi)焊(han)(han)縫金屬中鐵素體進一步轉變為奧氏體，同時熱(re)(re)影區(qu)中的奧氏體數量也會增(zeng)多，從(cong)而使(shi)整個焊(han)(han)接接頭的組織(zhi)和(he)(he)性能得到改善。焊(han)(han)接參數見表4-35。
4. 焊接接頭(tou)性能的評估(gu)
a. 焊(han)接接頭力學(xue)性能
焊接(jie)接(jie)頭各項力學性能(neng)均良(liang)好，所有硬度(du)均小(xiao)于275HV，10,且焊接(jie)接(jie)頭的硬度(du)變化(hua)與雙相(xiang)組織的比例(li)有關，在(zai)熔合線和(he)熱影(ying)區高溫段以粗(cu)大鐵素(su)體為(wei)主，硬度(du)最高為(wei)275HV10。而后(hou)基本上隨著奧氏體比例(li)的增加，硬度(du)值(zhi)逐(zhu)步(bu)下降，直至到母材硬度(du)在(zai)240～260HV1。范(fan)圍內。
b. 金相(xiang)組織與相(xiang)比例
根部焊(han)縫組織中奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例(li)為50％～70％，熱(re)影響區(qu)組織中奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)為20％～45％。與根部和填(tian)充焊(han)道相(xiang)(xiang)比(bi)，蓋(gai)面焊(han)焊(han)縫中奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例(li)有所減(jian)少，這是(shi)因為蓋(gai)面焊(han)道沒有經歷后(hou)(hou)熱(re)過(guo)程，焊(han)后(hou)(hou)冷卻速度相(xiang)(xiang)對快些，因此，蓋(gai)面焊(han)縫和熱(re)影區(qu)中奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例(li)偏低。蓋(gai)面焊(han)縫中組織晶粒粗大，并(bing)呈(cheng)羽毛狀分布。
c. 焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)耐應力腐蝕(shi)
采用恒變形(xing)U形(xing)彎曲試(shi)(shi)樣(yang)，按GB／T 17898-1999進行。定(ding)期用10倍(bei)放大鏡觀察試(shi)(shi)樣(yang)裂(lie)紋情(qing)況，試(shi)(shi)驗表明，兩(liang)周未(wei)出現(xian)裂(lie)紋。
d. 焊接(jie)接(jie)頭耐晶間腐蝕
采用(yong)氟化鈉-硝酸法（按GB 1223-1975標準配制試(shi)驗(yan)溶液）進行試(shi)驗(yan)，腐蝕3h后取出試(shi)樣，用(yong)φ5mm的壓頭將試(shi)樣彎曲，在10倍(bei)放大(da)鏡下觀察彎曲面(mian)，打底焊焊道表(biao)面(mian)均未出現(xian)任何裂紋。
浙江(jiang)至德鋼(gang)業有限公司通過(guo)焊接(jie)工藝評(ping)定證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼(gang)鋼(gang)管(guan)焊接(jie)性能良(liang)好，可(ke)直接(jie)在氣田(tian)和(he)石油(you)天然氣管(guan)路焊接(jie)中應用。
