為了使焊接接頭熱影(ying)響區各項性能指標與(yu)其(qi)他(ta)部位(wei)相同,可采取下列措施。
一(yi)、焊接方法的選(xuan)擇
在(zai)選擇焊(han)接方法時應遵循如下原則。
1. 避免使用(yong)過低或過高的焊接熱輸(shu)入
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. 適宜(yi)使用多層焊
多(duo)層(ceng)焊(han)(han)的(de)(de)后續焊(han)(han)縫的(de)(de)熱輸入對(dui)前道焊(han)(han)縫再一次進行焊(han)(han)接(jie)熱循環、使焊(han)(han)接(jie)熱影(ying)響(xiang)區的(de)(de)奧(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)進一步析出(chu)(chu),增加(jia)奧(ao)(ao)氏體(ti)相(xiang)數(shu)量(liang)且能細化鐵(tie)素體(ti)晶粒,減(jian)少碳化物和(he)氮化物從(cong)晶內和(he)晶界析出(chu)(chu)。接(jie)頭(tou)的(de)(de)性(xing)能得到改善,所以選擇焊(han)(han)接(jie)方法時,應(ying)考(kao)慮滿(man)足多(duo)層(ceng)焊(han)(han)的(de)(de)要求(qiu),多(duo)道次和(he)低(di)熔敷率。
3. 避免使用(yong)熱處理
雙相不銹鋼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. 經濟性
雙(shuang)相(xiang)不銹鋼設備多為單件,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。
至于埋弧(hu)焊(han)(han),近年也有(you)使用(yong)此方法(fa)焊(han)(han)接較厚的(de)(de)雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼,埋弧(hu)焊(han)(han)的(de)(de)問題(ti)是稀釋(shi)率(lv)較大,采用(yong)合(he)適(shi)的(de)(de)坡口(kou)形(xing)式,正確的(de)(de)熱輸入以(yi)及嚴格控制(zhi)道間(jian)溫度,可(ke)以(yi)對(dui)稀釋(shi)率(lv)加(jia)(jia)以(yi)控制(zhi)。當焊(han)(han)接厚壁件時(shi),最初(chu)熔敷的(de)(de)幾層焊(han)(han)道金屬(shu)因稀釋(shi)率(lv)較大,鐵素體(ti)量增加(jia)(jia),加(jia)(jia)之(zhi)冷卻速度過慢,有(you)可(ke)能使焊(han)(han)縫金屬(shu)和焊(han)(han)接熱影響區脆化(hua)。與前兩種焊(han)(han)接法(fa)相比,此法(fa)焊(han)(han)接雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼用(yong)得不(bu)多(duo)。
二(er)、焊接順序
接觸腐蝕介質(zhi)的焊(han)(han)縫(feng)要最先(xian)施焊(han)(han);對于單(dan)道焊(han)(han)縫(feng),則在非接觸工(gong)作(zuo)介質(zhi)面的焊(han)(han)縫(feng)上,加焊(han)(han)一層工(gong)藝焊(han)(han)縫(feng),對于多(duo)(duo)層焊(han)(han)時(shi),除了(le)用(yong)小的焊(han)(han)接熱(re)輸入的多(duo)(duo)層多(duo)(duo)道焊(han)(han)外,必要時(shi)也可(ke)增加工(gong)藝焊(han)(han)縫(feng)來改善工(gong)作(zuo)焊(han)(han)縫(feng)的熱(re)影響(xiang)區性能。
三、焊接材料(liao)
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-鎢極氬弧焊(han)(han);MIG-熔化極氬弧焊(han)(han);SAW一(yi)埋弧焊(han)(han);SMAW一(yi)焊(han)(han)條電弧焊(han)(han):FCAW一(yi)藥芯焊(han)(han)絲電弧焊(han)(han)。
2. 填充金(jin)屬牌號后的(de)符號:1焊絲(si);1R鈦型焊條;1B堿性焊條;1T藥芯焊絲(si)。
四、焊接裂紋敏感(gan)性
近年一些學者作出不(bu)銹鋼的熔合區凝(ning)固裂紋敏感性與Crea/Nicg比值為(wei)1.5~2.0時,裂紋總長度最小(xiao)的結論,也(ye)就是說當焊縫金(jin)屬處(chu)于兩相凝(ning)固區時,對凝(ning)固裂紋最不(bu)敏感。