1. 焊接方法的選擇
由于雙相不銹鋼自身的冶金特點,在選擇焊接方法上應注意以下幾點。
①. 焊(han)接(jie)線能量和層間(jian)溫(wen)度
過(guo)低(di)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)線(xian)能(neng)量會(hui)使(shi)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)轉(zhuan)變量減少,甚至于會(hui)抑(yi)制焊(han)后冷卻過(guo)程的(de)(de)鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)向(xiang)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)的(de)(de)轉(zhuan)變,而得到單相鐵(tie)素(su)體(ti)(ti)組織,使(shi)其失(shi)去雙相不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)特(te)點,使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)大大降低(di)。因(yin)此,激(ji)光焊(han)、電子束焊(han)和等離子焊(han)等高能(neng)束焊(han)不(bu)適于焊(han)接(jie)(jie)雙相奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)不(bu)銹鋼(gang)。過(guo)高的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)線(xian)能(neng)量會(hui)使(shi)金屬及熱(re)影響區(qu)過(guo)熱(re)區(qu)的(de)(de)晶粒粗大,韌性(xing)降低(di)。SMAW、TIG、MIG可(ke)用(yong)來(lai)焊(han)接(jie)(jie)雙相不(bu)銹鋼(gang)。
為了獲得雙相不(bu)銹鋼焊(han)接接頭的最佳性能,除合理地選用焊接材料外、還必須選擇最佳的焊接線能量和層間溫度,通常將焊縫金屬的奧氏體含量控制在60%~70%。表3-43給出了三種典型的雙相不銹鋼推薦的最佳的焊接線能量和層間溫度。
表3-43 三種典型的(de)雙(shuang)相不銹鋼(gang)推薦的(de)最佳的(de)焊接(jie)線能量(liang)和層間溫(wen)度鋼(gang)的(de)牌號
②. 適宜采(cai)用多(duo)層焊,多(duo)道次,低熔合比
③. 避免(mian)使(shi)用焊后熱處理(li)
因為焊(han)后熱處理存在(zai)諸多困難(nan),生產上(shang)(shang)難(nan)以實現。固溶處理的溫度太高(1000~1050℃),生產上(shang)(shang)很難(nan)實現。另外,中溫處理會導致脆化相(xiang)析出,韌性(xing)和耐(nai)腐蝕性(xing)降(jiang)低。
2. 雙(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)常用的焊接(jie)方法(fa)
焊接雙相不銹鋼常用的(de)方(fang)法是焊條電弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、鎢極惰(duo)性氣(qi)體保護焊(TIG)及熔(rong)化(hua)極惰(duo)性氣(qi)體保護焊(MIG)等。
①. 焊(han)條電弧焊(han)
焊(han)條(tiao)(tiao)電弧(hu)焊(han)適用于(yu)全位(wei)置焊(han)接。對(dui)(dui)于(yu)雙相不銹鋼而言,鈦型焊(han)條(tiao)(tiao)比堿性(xing)焊(han)條(tiao)(tiao)的(de)焊(han)接工(gong)藝性(xing)好,尤其是脫(tuo)渣性(xing)能(neng)好,這一點對(dui)(dui)多(duo)層焊(han)很重要,可以提(ti)高效率和避免夾渣。但(dan)是,鈦型焊(han)條(tiao)(tiao)比堿性(xing)焊(han)條(tiao)(tiao)得(de)到的(de)焊(han)縫金屬的(de)韌性(xing)較差。所以,對(dui)(dui)于(yu)焊(han)件有低溫性(xing)能(neng)要求時應采用堿性(xing)焊(han)條(tiao)(tiao)。
②. 鎢極(ji)惰性氣體(ti)保護焊
鎢極惰性(xing)氣(qi)體保護焊(han)常用于根(gen)部焊(han)道(dao)的(de)(de)焊(han)接或自動焊(han)接,也常用于薄板或管板接頭的(de)(de)焊(han)接。TIG焊(han)能夠保證(zheng)焊(han)件有(you)良好(hao)的(de)(de)力學(xue)性(xing)能,特(te)別是(shi)低溫韌性(xing)。一般(ban)TIG焊(han)的(de)(de)熔(rong)敷效率較低,即使自動焊(han)也如此。
焊時(shi)應使用純Ar或Ar+2%N2作為保(bao)護(hu)氣體(ti)。但V形坡口根部(bu)焊接(jie)且雙面成形時(shi),背面需(xu)用保(bao)護(hu)氣體(ti)保(bao)護(hu),且用Ar+5%N2作為保(bao)護(hu)氣體(ti),因(yin)為焊縫表面容易失氮。
應當(dang)(dang)推薦使用Ar+N,混(hun)合氣(qi)體(ti)(ti)作為雙相不銹(xiu)鋼(gang)TIG焊(han)(han)的(de)保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)體(ti)(ti)。因為為了保(bao)(bao)證雙相不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)中奧(ao)氏體(ti)(ti)占優勢,焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)的(de)鉻(ge)(ge)當(dang)(dang)量(liang)(liang)/鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)之比應比母材小(xiao)。若使用Ar+N,混(hun)合氣(qi)體(ti)(ti),則可使焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)增(zeng)(zeng)N,N是強奧(ao)氏體(ti)(ti)形成元(yuan)素(su),焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)增(zeng)(zeng)N就等于增(zeng)(zeng)大了鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang),間接地達(da)到了使鉻(ge)(ge)當(dang)(dang)量(liang)(liang)/鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)之比變小(xiao)的(de)目的(de)。實踐證明(ming),在保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)中加(jia)氮氣(qi)后,焊(han)(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)中的(de)N含量(liang)(liang)和(he)奧(ao)氏體(ti)(ti)含量(liang)(liang)都(dou)增(zeng)(zeng)加(jia)了,見表3-44.
表3-44 保護氣(qi)體(ti)中(zhong)N2含(han)(han)量(liang)對焊縫金屬中(zhong)的N含(han)(han)量(liang)和奧(ao)氏體(ti)含(han)(han)量(liang)的影(ying)響(xiang)
③. 埋弧焊
埋(mai)弧焊可以用于雙相不銹鋼厚板的焊接,埋弧焊的問題是熔合比比較大,可以通過調整坡口形式、正確地選擇焊接線能量以及層間溫度,對熔合比加以控制。厚壁件的焊接,前幾道由于熔合比比較大,焊縫金屬鐵素體含量可能太大,加之冷卻速度慢,晶粒粗大,有可能使焊縫金屬和焊接熱影響區發生脆化。這一點可以用調整焊接材料,即前幾道熔合比較大時,采用鎳當量大的焊接材料。
3. 多層(ceng)焊和(he)工藝焊縫
如前所述(shu),采用SMAW法進(jin)行(xing)多(duo)(duo)層焊時,由于后道(dao)焊縫(feng)(feng)對前道(dao)焊縫(feng)(feng)的(de)熱(re)處理作用,焊縫(feng)(feng)金屬中(zhong)的(de)鐵素體(ti)會進(jin)一步轉(zhuan)變(bian)成奧氏(shi)體(ti),成為以奧氏(shi)體(ti)占(zhan)優勢的(de)兩相(xiang)組(zu)(zu)織;毗(pi)鄰焊縫(feng)(feng)的(de)焊接熱(re)影響區組(zu)(zu)織中(zhong)的(de)奧氏(shi)體(ti)含量也(ye)會由于多(duo)(duo)次(ci)加熱(re)而增(zeng)多(duo)(duo),從而使整個焊接接頭的(de)組(zu)(zu)織和性能(neng)顯(xian)著(zhu)改善。但是,若是多(duo)(duo)次(ci)加熱(re)到中(zhong)溫(wen)區,引起脆性相(xiang)析出,也(ye)可能(neng)發生脆化。
由(you)于上述原(yuan)因(yin),可以(yi)在焊完之后再(zai)熔敷一(yi)道(dao)工藝焊縫(feng),以(yi)便對最后一(yi)道(dao)焊縫(feng)及其焊接熱影(ying)響區(qu)進行(xing)一(yi)次熱處理,以(yi)利于改善組織和提供性(xing)能。工藝焊縫(feng)最后可以(yi)經過加工去除。