雙相不銹鋼管焊接的主要問題是“使用焊接性”,因為雙相不銹鋼管對焊接熱裂紋、冷裂紋不敏感。但經過焊接之后,熱影響區(HAZ)緊鄰熔合線的部分,鐵素體晶粒急劇長大。奧氏體消失,形成單相鐵素體組織,塑性和韌性極低;再加上早期的雙相不銹鋼管碳含量較高,因而在粗大的鐵素體晶界容易析出碳化物,導致耐應力腐(fu)蝕、點腐(fu)蝕和晶間腐蝕性能下降。
1. 雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼管焊縫(feng)相的(鐵素體相與奧氏體相)比例
焊(han)縫在焊(han)后自(zi)然冷卻條件下,由于(yu)相對于(yu)母(mu)材(cai),熔(rong)池體(ti)積很(hen)(hen)小,其(qi)冷卻速度很(hen)(hen)快,熔(rong)化的(de)(de)(de)焊(han)縫金(jin)屬沿著熱(re)(re)傳導方(fang)向(xiang),向(xiang)焊(han)縫中(zhong)(zhong)心呈柱狀(zhuang)、樹枝狀(zhuang)結晶。這時結晶方(fang)向(xiang)性很(hen)(hen)明(ming)顯,并發(fa)生(sheng)合金(jin)元(yuan)素的(de)(de)(de)偏析,組織(zhi)(zhi)不穩定,在隨(sui)后的(de)(de)(de)冷卻過(guo)程中(zhong)(zhong),容易發(fa)生(sheng)組織(zhi)(zhi)轉變和(he)析出金(jin)屬間相。如前所述(shu),雙相和(he)超級(ji)雙相不銹鋼管焊(han)后直接(jie)使用(不進(jin)行(xing)焊(han)后固(gu)溶(rong)熱(re)(re)處理),配套(tao)焊(han)材(cai)其(qi)鎳(nie)含量比(bi)母(mu)材(cai)高約(yue)2%,故(gu)其(qi)焊(han)縫組織(zhi)(zhi)的(de)(de)(de)奧氏體(ti)含量比(bi)母(mu)材(cai)的(de)(de)(de)高(為(wei)60%~70%)。
在正常(chang)(chang)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)參數和(he)焊(han)(han)(han)(han)后自然(ran)冷(leng)(leng)卻(que)條(tiao)件下,配套的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)材的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬可以(yi)達到要(yao)求的(de)(de)(de)相比例(FN=30%~70%),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)力學性(xing)能(neng)(neng)、耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)可以(yi)適(shi)(shi)應雙(shuang)相鋼(gang)的(de)(de)(de)要(yao)求;但是當采用(yong)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)熱(re)輸入(ru)(ru)較(jiao)(jiao)小或(huo)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)截面厚(hou),焊(han)(han)(han)(han)后冷(leng)(leng)卻(que)速度較(jiao)(jiao)快,焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中的(de)(de)(de)鐵素體(ti)的(de)(de)(de)轉變(bian)來不(bu)及(ji)充分進行,那(nei)么焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中的(de)(de)(de)鐵素體(ti)可能(neng)(neng)會超(chao)過(guo)(guo)70%。另一方(fang)面,熱(re)輸入(ru)(ru)過(guo)(guo)大或(huo)者填充的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料較(jiao)(jiao)少,就可能(neng)(neng)加大母材的(de)(de)(de)(熔化)稀(xi)釋(shi)作用(yong),從而降低焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金屬的(de)(de)(de)鎳(nie)含量,同樣會使焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中的(de)(de)(de)鐵素體(ti)量增高,出現鐵素體(ti)量過(guo)(guo)高的(de)(de)(de)現象(xiang)。較(jiao)(jiao)高的(de)(de)(de)鐵素體(ti)通常(chang)(chang)表(biao)現為,低韌性(xing)和(he)耐腐(fu)(fu)蝕性(xing)欠佳。在焊(han)(han)(han)(han)后自然(ran)冷(leng)(leng)卻(que)狀態下,如不(bu)能(neng)(neng)防止焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中高鐵素體(ti)含量時,通常(chang)(chang)采取固(gu)溶(rong)(1050~1100℃)退火處(chu)(chu)理,使焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)像母材一樣,通過(guo)(guo)熱(re)處(chu)(chu)理達到較(jiao)(jiao)為理想的(de)(de)(de)相比例。所(suo)以(yi)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)管(guan),預先一定(ding)要(yao)根(gen)據板(ban)厚(hou)和(he)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方(fang)法(fa)選擇合適(shi)(shi)的(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)熱(re)輸入(ru)(ru),以(yi)及(ji)確定(ding)焊(han)(han)(han)(han)后是否(fou)進行熱(re)處(chu)(chu)理。
雙相不銹鋼(gang)管焊(han)(han)接要力求(qiu)使焊(han)(han)縫金(jin)屬、熱影(ying)響區(qu)金(jin)屬與基體金(jin)屬具(ju)有(you)相同的(de)韌性(xing)及抗腐蝕性(xing)能(neng)(neng)。焊(han)(han)接時應防止生成過多的(de)鐵素體。如果焊(han)(han)接工(gong)藝能(neng)(neng)夠保證焊(han)(han)縫金(jin)屬、熱影(ying)響區(qu)金(jin)屬的(de)奧氏體、鐵素體比例(li)為1:1,就能(neng)(neng)使產品具(ju)有(you)很好的(de)抗腐蝕性(xing)能(neng)(neng)與機(ji)械性(xing)能(neng)(neng)。
2. 雙(shuang)相不銹鋼管(guan)焊接可能遇到(dao)的問題
①. 鐵素體(ti)含量過(guo)高,從而降低了韌性,導致開裂(lie);
②. 熱(re)影響區(qu)晶粒(li)長(chang)大;
③. 相(鐵素體相與奧氏(shi)體相)形(xing)成比(bi)例不佳(jia),碳化物析(xi)出導(dao)致抗腐(fu)蝕性降低;
④. 氮鉻(ge)化(hua)合物(wu)析出,導致抗腐(fu)蝕性能降低(di)。
克服上(shang)述問題的方法:
①. 選擇含鎳(nie)高的焊材(焊絲);
②. 控(kong)制(zhi)熱量(liang)輸人速度;
③. 多層焊時,控制層間溫(wen)度(du)小(xiao)于200℃.