雙相不銹鋼(gang)焊(han)接的(de)一般準則主要有以(yi)下幾點:
1. 焊(han)材的要求
焊材(cai)包括:①. 填充(chong)金屬;②. 保護(hu)氣體(ti)和背面保護(hu)氣體(ti)。分述(shu)如下。
在焊(han)(han)(han)態(tai)下使用的(de)焊(han)(han)(han)接結構,其焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)(shu)與(yu)母(mu)材相(xiang)比應是合金元素(su)鎳含量較高的(de)。這是為了(le)保證合適(shi)的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)和奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)相(xiang)比例。這一純(chun)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)(shu)在焊(han)(han)(han)態(tai)下,必須有這樣的(de)成(cheng)分,即能在結晶后(hou)直接均勻地(di)形(xing)成(cheng)以(yi)奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)為主(zhu)(30%~70%)的(de)并含有鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)雙(shuang)相(xiang)組織。當焊(han)(han)(han)件可在1050~1100℃溫(wen)度(du)下退火時,應該(gai)選擇與(yu)母(mu)材成(cheng)分(Ni=5.5%~7.0%)相(xiang)當的(de)焊(han)(han)(han)縫金屬(shu)(shu)。在這種焊(han)(han)(han)接工藝(yi)中,焊(han)(han)(han)后(hou)占主(zhu)要的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)基(ji)體(ti)(ti)(ti)(ti)轉變形(xing)成(cheng)了(le)平衡的(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)(ti)(ti)/奧(ao)氏體(ti)(ti)(ti)(ti)組織。
焊接雙相(xiang)不銹鋼和超(chao)級(ji)雙相不銹鋼的焊材均是配套設計的(詳見表2-13和表2-14)。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條,也可以用堿性藥皮焊條。堿性藥皮的焊條對全位置的焊接更適宜一些,而鈦型焊條工藝性優良,在幾乎所有的實際應用中都可獲得滿意的效果。
采用填充焊絲和其他焊接方(fang)法(GTAW、GMAW、SAW)熔敷的焊縫金屬與(yu)焊絲有類似的化學成(cheng)分。
保(bao)護氣體適用于(yu)各(ge)種氣體保(bao)護焊方法(見表(biao)2-17)
背面保護氣體用于單面焊的焊管內部氣體保護,既可以用工業純氬氣,也可以用高純度氬氣(99.99%).在所有情況下,氣體都應該干燥(PrEN439: 除CO2外,所有氣體中水分最大不超過40 ppm,露點最高-50℃,CO2中的水分最大不超過200 ppm,露點最高為-35℃),應該采取各種措施避免水分浸入保護氣體中。
保護氣體和背面保護氣體對焊縫金屬的含氮量有影響。由于保護氣體中氮氣分壓低,可能從焊縫熔池中擴散出氮氣,從而使焊縫金屬含氮量降低,最大可減少0.05%氮氣。存在這種危險時,在保護氣體和背面保護氣體中必須加人5%氮氣,以防止焊縫金屬氮(dan)氣損失。
2. 焊接方法選擇
焊(han)(han)(han)(han)接方法根據焊(han)(han)(han)(han)件結構(gou)厚度(du)及相關(guan)條(tiao)件的經(jing)濟性,可以采用下述焊(han)(han)(han)(han)接方法:①. 手工(gong)焊(han)(han)(han)(han)(SMAW); ②. 氣體保(bao)護鎢極(ji)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(GTAW); ③. 氣體保(bao)護金屬(熔化(hua))極(ji)電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(GMAW);④. 藥(yao)芯焊(han)(han)(han)(han)絲電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(FCAW); ⑤. 埋弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(SAW); ⑥. 等離子電弧(hu)焊(han)(han)(han)(han)(PAW)。
對于不銹鋼管焊接,常用方法是采用GTAW作根部焊接,然后用其他不同的焊接方法完成接頭焊接,如SMAW、GTAW或GMAW.中厚板的對接焊采用SMAW(MMA)、SAW或FCAW來完成。
對(dui)于(yu)鑄件和其(qi)他結構件的(de)修(xiu)復焊接,通常選用SMAW(MMA),PAW 應用于(yu)薄斷面(mian)構件的(de)焊接和直(zhi)管焊縫根(gen)部的(de)焊接。
在(zai)焊(han)(han)件上均應該填加焊(han)(han)絲(si)(條),包括焊(han)(han)根。如果不填加焊(han)(han)材(cai)進(jin)行焊(han)(han)接,則必須在(zai)焊(han)(han)后進(jin)行固溶處理。
3. 焊接熱輸(shu)入的確定
在母材和焊材確定之后,無論采取何種焊接方法,都必須嚴格控制焊接熱輸入。雙相及超級雙相不銹鋼焊接接頭的性能,很大程度上取決于采用的熱輸入。與奧氏體不銹鋼相比,雙相鋼焊接時可承受較大的熱輸入,使焊后冷卻過程、熱影響區形成足夠的奧氏體相,滿足接頭力學和耐蝕性的要求。但是熱輸過大,促進熱影響區形成Cr2N、σ相等脆性相,降低塑韌性和耐蝕性,因此對于具體焊件上采用多大的熱輸入,應在焊件焊前參考表2-16推薦的熱輸入范圍,根據結構的斷面尺寸和焊接方法進行工藝試驗或工藝評定,最終確定應使用的工藝參數,保證焊接接頭的性能。
4. 接頭(tou)設計
雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼的接(jie)(jie)頭設(she)計必須(xu)有助于完全(quan)焊(han)透并避免在(zai)凝固的焊(han)縫金屬中存(cun)在(zai)未熔合(he)的母材。與奧(ao)氏(shi)體鋼不(bu)(bu)同的是焊(han)接(jie)(jie)雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼時,坡(po)口(kou)根部間隙、坡(po)口(kou)角度均略大于奧(ao)氏(shi)體不(bu)(bu)銹鋼。并且(qie)坡(po)口(kou)最好采用(yong)切削加工而不(bu)(bu)用(yong)砂輪打(da)磨,以使(shi)焊(han)接(jie)(jie)區厚度或間隙均勻(yun)。必須(xu)打(da)磨時,應特(te)別注(zhu)意(yi)坡(po)口(kou)及(ji)其配合(he)的均勻(yun)性。雙(shuang)相(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹鋼的一些接(jie)(jie)頭設(she)計如表(biao)2-18所示。
5. 預熱(re)和層(ceng)間溫度
除了在(zai)(zai)大(da)拘(ju)束(shu)度下可(ke)能(neng)引起高鐵素(su)體組織(焊(han)縫(feng)(feng)、熱影響區)開裂(氫致裂紋)之外,雙(shuang)(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)需(xu)要(yao)預熱。對(dui)于大(da)拘(ju)束(shu)度焊(han)件(jian)推(tui)薦(jian)預熱到(dao)150℃.對(dui)于23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和22%Cr雙(shuang)(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),層(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度不(bu)(bu)應(ying)該超(chao)過200℃.對(dui)25%Cr雙(shuang)(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)和超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang),層(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度不(bu)(bu)應(ying)超(chao)過150℃,為(wei)(wei)了獲(huo)得最(zui)佳的(de)焊(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬性能(neng),超(chao)級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)推(tui)薦(jian)使用的(de)最(zui)高預熱溫(wen)(wen)度為(wei)(wei)100℃.在(zai)(zai)采用焊(han)后固溶處理的(de)情況下,不(bu)(bu)要(yao)求限(xian)制層(ceng)間(jian)溫(wen)(wen)度。
6. 焊后(hou)處理
雙相不銹鋼不需要焊后消除應力處理,且進行這樣的熱處理可能是有害的。因為它可使雙相不銹鋼析出金屬間相,降低韌性和耐蝕性。但如果由于焊件高應變狀態或存在導致耐腐蝕性降低和塑性降低的有害相變,使焊件質量降低,這樣的焊件通常應該進行固溶處理。23%Cr無Mo雙相不銹鋼和22%Cr雙相不銹鋼應該在1050~1100℃的溫度下進行熱處理。而25%Cr雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼要求處理溫度為1070~1120℃。當匹配的焊縫金屬化學成分(Ni=8%~10%)高于焊件化學成分時,應該選擇給定的溫度上限。加熱應該盡可能地快,固溶退火之后立即進行水淬。最有效的加熱方法是感應加熱。保溫時間應該是5~30min,應該足以恢復相平衡,包括金屬間相(特別是σ和X相)的溶解。
7. 清(qing)理和(he)鈍化
焊(han)前、焊(han)后(hou)的表面清(qing)理及焊(han)縫附(fu)近的酸洗鈍(dun)化處理可(ke)采用標準不(bu)銹鋼(gang)的清(qing)理作業(ye)。