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 雙相不銹(xiu)鋼(gang)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(fang)法(fa)的選擇(ze)
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：ER2209相當于我(wo)國YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌號。
3. 焊接參數的選擇
采用60°V形坡(po)口，鈍邊1.0mm，間(jian)隙(xi)3.0mm。焊(han)(han)接時，不需要對(dui)管件(jian)進行預熱(re)，但(dan)應嚴格控制層(ceng)間(jian)溫(wen)度(du)和(he)(he)熱(re)輸入。熱(re)輸入在5～15kJ／cm范圍內，層(ceng)間(jian)溫(wen)度(du)差(cha)，小于150℃。施焊(han)(han)過(guo)程選擇多道焊(han)(han)，因為后續焊(han)(han)道對(dui)前道焊(han)(han)縫有熱(re)處理(li)作用，能使焊(han)(han)縫金屬中鐵素體(ti)進一步轉變為奧氏體(ti)，同時熱(re)影區中的奧氏體(ti)數量也(ye)會增多，從(cong)而使整個焊(han)(han)接接頭的組織(zhi)和(he)(he)性(xing)能得到改善。焊(han)(han)接參數見表4-35。
4. 焊接接頭性能(neng)的評估
a. 焊接(jie)接(jie)頭力學性(xing)能(neng)
焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)各項力(li)學性能均良好(hao)，所有(you)(you)硬(ying)度(du)(du)均小于(yu)275HV，10,且焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的硬(ying)度(du)(du)變化與雙相組織的比例(li)有(you)(you)關，在熔合線和熱影區(qu)高溫段以(yi)粗大鐵素體(ti)為主，硬(ying)度(du)(du)最(zui)高為275HV10。而后基本上隨著奧氏體(ti)比例(li)的增加，硬(ying)度(du)(du)值逐步(bu)下降，直至到(dao)母材硬(ying)度(du)(du)在240～260HV1。范圍內。
b. 金(jin)相(xiang)組織與相(xiang)比例
根部焊(han)縫(feng)(feng)(feng)組(zu)織(zhi)中(zhong)奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)比例為(wei)50％～70％，熱影響區組(zu)織(zhi)中(zhong)奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)為(wei)20％～45％。與根部和填充焊(han)道相(xiang)(xiang)比，蓋面(mian)焊(han)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)中(zhong)奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)比例有(you)所減(jian)少(shao)，這是因為(wei)蓋面(mian)焊(han)道沒有(you)經歷后(hou)熱過程，焊(han)后(hou)冷卻(que)速度相(xiang)(xiang)對快(kuai)些(xie)，因此，蓋面(mian)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)和熱影區中(zhong)奧(ao)氏(shi)體相(xiang)(xiang)比例偏低。蓋面(mian)焊(han)縫(feng)(feng)(feng)中(zhong)組(zu)織(zhi)晶粒(li)粗大，并呈羽(yu)毛狀分布。
c. 焊接(jie)接(jie)頭耐應力腐蝕
采用恒變形U形彎曲試樣，按GB／T 17898-1999進行。定期(qi)用10倍放大鏡(jing)觀察試樣裂(lie)紋(wen)情況，試驗(yan)表明(ming)，兩周未(wei)出(chu)現(xian)裂(lie)紋(wen)。
d. 焊(han)接接頭(tou)耐晶間腐蝕
采用氟化鈉(na)-硝酸法(fa)（按GB 1223-1975標準(zhun)配(pei)制試(shi)驗溶液）進行試(shi)驗，腐蝕3h后取出試(shi)樣(yang)，用φ5mm的壓(ya)頭將試(shi)樣(yang)彎(wan)曲，在(zai)10倍(bei)放大鏡(jing)下觀察彎(wan)曲面(mian)，打底焊(han)焊(han)道表面(mian)均未(wei)出現任何裂(lie)紋。
浙江至德鋼(gang)(gang)業有限公司(si)通過(guo)焊(han)接工(gong)藝評定證(zheng)明(ming)，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)管焊(han)接性能良(liang)好，可(ke)直接在(zai)氣田和(he)石油天然氣管路焊(han)接中應用(yong)。
