為了使焊接接頭熱影(ying)響區(qu)各項性能指標與(yu)其他部位(wei)相同(tong),可(ke)采取下列措施。
一(yi)、焊接方法的選擇(ze)
在選擇焊接方法(fa)時(shi)應(ying)遵循如下原則。
1. 避免(mian)使用過低或(huo)過高的焊(han)接熱輸入(ru)
過低的熱輸入會使奧氏體相析出大量減少,甚至形成純鐵素體組織,工藝和使用性能大幅度降低。因此,電子束焊和等離子弧焊應避免采用。過高的熱輸人會使焊縫金屬和熱影響高溫區(HTHAZ)晶粒粗大,韌性下降。一旦由于過熱導致大晶粒鐵素體,就很難保持或恢復雙相不銹鋼的優良性能。除電渣焊不能采用外,熔化極氬弧焊(GMAW、MIG)、埋弧焊(SAW)在使用上也將受到限制。
2. 適(shi)宜使用多層焊
多層(ceng)焊(han)(han)的(de)(de)后續焊(han)(han)縫的(de)(de)熱(re)輸入對前(qian)道焊(han)(han)縫再(zai)一(yi)次進行焊(han)(han)接熱(re)循環(huan)、使(shi)焊(han)(han)接熱(re)影響區的(de)(de)奧氏體(ti)(ti)相進一(yi)步析(xi)出(chu),增加奧氏體(ti)(ti)相數(shu)量且能(neng)細化鐵素體(ti)(ti)晶粒,減(jian)少(shao)碳(tan)化物和氮化物從晶內和晶界析(xi)出(chu)。接頭的(de)(de)性能(neng)得(de)到改(gai)善,所以選擇焊(han)(han)接方法時(shi),應考慮滿(man)足多層(ceng)焊(han)(han)的(de)(de)要(yao)求,多道次和低熔敷率(lv)。
3. 避免使(shi)用熱處理
雙相不(bu)銹鋼(gang)管焊接接頭若需要通過熱處理改善性能時,不僅困難而且受限制。固溶處理的溫度很高,達1000~1050℃,這是其困難的一面。雙相不銹鋼的中溫敏化問題在焊接時一般不會出現。若要采用中溫消除應力處理時,由于保溫時間長(約2h),使用會受到鋼種本身的限制。
4. 經(jing)濟性(xing)
雙相不銹(xiu)鋼設備多為單件,小批量生產,在選用焊接方法時,應考慮其經濟合理,維修方便。
雙相不銹鋼管常用的方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊兩種。焊條電弧焊適用于全方位的焊接,通用性和靈活性較好,是簡便易行、大量使用的方法。就雙相不銹鋼而言,鈦型(金紅石型)藥皮焊條比堿性焊條的焊接性要好,前者有良好的脫渣性,尤其對于管子根部焊道的脫渣有利,但是對焊件的低溫力學性能尤其是韌性有要求時,仍需要考慮采用堿性焊條。為防止產生氣孔,焊前焊條需經250~350℃/2h的烘烤,或者是采用超耐潮焊條。鎢極氬弧焊通常用于管接頭的根部焊道,或用于管道的自動焊接,也常用于薄板或管和管板接頭的焊接。此方法能保證焊件有很好的力學性能,尤其是低溫韌性。保護氣體通常采用純Ar或Ar+2%N2作為保護氣體,在單面焊雙面成形焊接時,不論采用何種接頭形式,背面保護氣體是必要的,通常采用純Ar或Ar+5%N2。
至(zhi)于(yu)埋弧焊(han)(han),近年也(ye)有使(shi)(shi)用此(ci)方法(fa)(fa)焊(han)(han)接(jie)(jie)較(jiao)(jiao)厚(hou)的(de)雙相不銹鋼(gang),埋弧焊(han)(han)的(de)問題是稀釋率較(jiao)(jiao)大(da),采用合適的(de)坡(po)口形式,正確的(de)熱輸入以及嚴格控制道(dao)間溫(wen)度,可以對稀釋率加(jia)以控制。當焊(han)(han)接(jie)(jie)厚(hou)壁件(jian)時,最初熔敷(fu)的(de)幾層焊(han)(han)道(dao)金屬因(yin)稀釋率較(jiao)(jiao)大(da),鐵素體量增加(jia),加(jia)之冷卻速度過慢,有可能(neng)使(shi)(shi)焊(han)(han)縫金屬和焊(han)(han)接(jie)(jie)熱影響區脆化(hua)。與前兩種焊(han)(han)接(jie)(jie)法(fa)(fa)相比(bi),此(ci)法(fa)(fa)焊(han)(han)接(jie)(jie)雙相不銹鋼(gang)用得不多(duo)。
二、焊接順序
接(jie)觸(chu)腐蝕(shi)介質的(de)焊(han)縫(feng)要最先(xian)施焊(han);對于單道(dao)(dao)焊(han)縫(feng),則(ze)在(zai)非(fei)接(jie)觸(chu)工作(zuo)介質面的(de)焊(han)縫(feng)上,加(jia)焊(han)一層(ceng)工藝焊(han)縫(feng),對于多(duo)層(ceng)焊(han)時,除了用小的(de)焊(han)接(jie)熱輸(shu)入的(de)多(duo)層(ceng)多(duo)道(dao)(dao)焊(han)外,必(bi)要時也可增加(jia)工藝焊(han)縫(feng)來改善工作(zuo)焊(han)縫(feng)的(de)熱影響區性能(neng)。
三(san)、焊(han)接(jie)材料
對于含氮的雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的填充材料,通常采用比母材高的鎳和母材相同的含氮量,以保證焊縫金屬有足夠的奧氏體量。目前采用的填充材料一般都是在提高鎳的基礎上,再加人與母材含量相當的氮,控制焊縫金屬的奧氏體量為60%~70%。為防止焊縫表面區域因擴散而損失氮,通常在氬氣保護氣體中加入2%N2(GTAW)。瑞典Sandvik廠的焊接材料見表7-14。為防止氣孔和焊接氫致裂紋,需要嚴格控制焊接材料中氫的含量;當要求焊縫金屬具有較高的韌性并進行全位置焊接時,應選用堿性焊條(焊條電弧焊時);當對焊縫金屬有特殊耐蝕要求時,還需使用超級雙相不銹鋼成分堿性焊條(焊條電弧焊時)。

注(zhu):1. TIG-鎢極氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han);MIG-熔化極氬(ya)(ya)弧(hu)(hu)焊(han);SAW一埋弧(hu)(hu)焊(han);SMAW一焊(han)條(tiao)電弧(hu)(hu)焊(han):FCAW一藥芯(xin)焊(han)絲電弧(hu)(hu)焊(han)。
2. 填(tian)充金(jin)屬牌(pai)號后的符號:1焊(han)(han)絲;1R鈦(tai)型(xing)焊(han)(han)條(tiao);1B堿性焊(han)(han)條(tiao);1T藥芯(xin)焊(han)(han)絲。
四(si)、焊接(jie)裂(lie)紋敏感性
近年一(yi)些(xie)學(xue)者(zhe)作出不(bu)銹鋼的(de)(de)熔合區凝固裂(lie)紋(wen)敏(min)感(gan)性與Crea/Nicg比(bi)值為1.5~2.0時,裂(lie)紋(wen)總長度最小的(de)(de)結論(lun),也就(jiu)是說當焊(han)縫金屬處于(yu)兩相凝固區時,對凝固裂(lie)紋(wen)最不(bu)敏(min)感(gan)。

