超低碳雙相不銹鋼管的出現,再加上氮作為奧氏體形成元素的發現,促進雙相不銹鋼焊接接頭、熱影響區,在高溫下形成的單相鐵素體冷卻時,發生逆轉變并形成足夠的奧氏體,從而既改善了焊接熱影響區的塑性、韌性,同時又保持了雙相鋼的抗應力腐蝕、點腐蝕的優良特性。盡管新型的超低碳含氮的雙相不銹鋼的焊接性得到了實質性的改善,但是雙相鋼的供貨狀態、使用的焊接材料、焊接工藝及參數等仍然是焊接接頭耐腐蝕性能、力學性能,即使用焊接性是關鍵。
1. 雙(shuang)相不銹鋼(gang)管(guan)焊接方法
雙相不(bu)銹鋼管焊接方法與奧氏體不銹鋼相似,焊接方法應根焊件結構厚度及相關條件的經濟性來選擇。可以選用的焊接方有:手工焊(SMAW),氣體保護鎢極電弧焊(GTAW),氣體保護金屬(熔化)極電弧焊(GMAW),藥芯焊絲電弧焊(FCAW),埋弧焊(SAW),等離子電弧焊(PAW)等。
對于雙相不銹鋼管焊接常用的焊接方法有:鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護焊、等離子電弧(hu)焊和埋弧焊。
2. 雙相不銹(xiu)鋼管焊接工藝(yi)要點(dian)
①. 預熱和層間溫(wen)度
除了在(zai)大拘束(shu)度(du)(du)下,可能(neng)引起高鐵素體組(zu)織(zhi)(焊縫、熱(re)影響區(qu))開裂(氫致裂紋)之外(wai),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)和超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)不(bu)(bu)(bu)(bu)需要預熱(re)。對(dui)于(yu)大拘束(shu)度(du)(du)焊件(jian)推(tui)(tui)薦預熱(re)到150℃。對(dui)于(yu)23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和22%Cr雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),層間溫度(du)(du)不(bu)(bu)(bu)(bu)應超(chao)過(guo)200℃。對(dui)25%Cr雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)和超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),層間溫度(du)(du)不(bu)(bu)(bu)(bu)應超(chao)過(guo)150℃。為了獲得最(zui)佳的焊縫金屬性能(neng),超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)推(tui)(tui)薦使用(yong)的最(zui)高預熱(re)溫度(du)(du)為100℃。在(zai)采用(yong)焊后固(gu)溶處(chu)理的情況下,不(bu)(bu)(bu)(bu)要求限制層間溫度(du)(du)。
②. 焊后熱(re)處理
雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)管(guan)不(bu)(bu)需要焊(han)后(hou)消除(chu)應(ying)力處(chu)(chu)理(li)(li),而且進(jin)(jin)行(xing)這樣的(de)(de)(de)(de)(de)熱處(chu)(chu)理(li)(li)可能(neng)是(shi)有害(hai)的(de)(de)(de)(de)(de)。因為(wei)它可使(shi)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)析出(chu)金(jin)屬間相,降低(di)韌(ren)性和(he)耐蝕性。但如果(guo)由于焊(han)件(jian)處(chu)(chu)于高(gao)應(ying)變狀態或存在導致耐腐(fu)蝕性降低(di)和(he)塑性降低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)有害(hai)相變,使(shi)焊(han)件(jian)質(zhi)量降低(di),這樣的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)件(jian)通常應(ying)該(gai)(gai)進(jin)(jin)行(xing)固(gu)溶處(chu)(chu)理(li)(li)。23%Cr無Mo雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)22%Cr雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)應(ying)該(gai)(gai)在1050~1100℃的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度下進(jin)(jin)行(xing)固(gu)溶熱處(chu)(chu)理(li)(li)。而25%Cr 雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)超(chao)級雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)要求固(gu)溶處(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度為(wei)1070~1120℃.當(dang)匹(pi)配的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)縫金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)(de)化學成(cheng)分(Ni=8%~10%)高(gao)于焊(han)件(jian)化學成(cheng)分時(shi),應(ying)該(gai)(gai)選擇(ze)給定的(de)(de)(de)(de)(de)溫(wen)度上限。加熱應(ying)該(gai)(gai)盡(jin)可能(neng)快,固(gu)溶退火之后(hou)立即進(jin)(jin)行(xing)水淬。焊(han)后(hou)熱處(chu)(chu)理(li)(li)最有效的(de)(de)(de)(de)(de)加熱方法是(shi)感應(ying)加熱。保溫(wen)時(shi)間5~30min,應(ying)該(gai)(gai)足以(yi)恢復(fu)相平衡(heng),包括金(jin)屬間相(特別是(shi)σ相和(he)x相)的(de)(de)(de)(de)(de)溶解。
③. 清理和鈍(dun)化
焊(han)后(hou)的表面清理及焊(han)縫附近的酸洗鈍化處理可采用標準不銹鋼的清理作業。
3. 保持焊后抗腐蝕性能的方法
①. 控制焊(han)接時焊(han)料(liao)的(de)飛濺(jian)物、雜質、氧化物的(de)形成,因為(wei)這些(xie)物質會(hui)降低抗點蝕(shi)與抗間隙腐蝕(shi)的(de)能力。
②. 如果可能,焊后應清洗焊縫及周圍區域;如果不可能清洗,則在焊接時,應控制保護氣體的含氧量在10×10-6~25×10-6之間。為了加強熔化極氣體保護焊的電弧穩定性及金屬滲透性,可在保護氣氬氣中添加少量的二氧化碳或氧氣。雙相不銹鋼氣體保護焊焊接用的保護氣體見表6-9。
③. 應采(cai)取背面保(bao)護(hu),焊(han)管則應通入內保(bao)護(hu)氣體。