超低碳雙相不銹鋼管的出現,再加上氮作為奧氏體形成元素的發現,促進雙相不銹鋼焊接接頭、熱影響區,在高溫下形成的單相鐵素體冷卻時,發生逆轉變并形成足夠的奧氏體,從而既改善了焊接熱影響區的塑性、韌性,同時又保持了雙相鋼的抗應(ying)力腐(fu)蝕、點腐蝕的優良特性。盡管新型的超低碳含氮的雙相不銹鋼的焊接性得到了實質性的改善,但是雙相鋼的供貨狀態、使用的焊接材料、焊接工藝及參數等仍然是焊接接頭耐腐蝕性能、力學性能,即使用焊接性是關鍵。
1. 雙相不(bu)銹(xiu)鋼管焊接方(fang)法
雙相不銹鋼管焊接方法與奧氏體不銹鋼相似,焊接方法應根焊件結構厚度及相關條件的經濟性來選擇。可以選用的焊接方有:手工焊(SMAW),氣體保護鎢極電弧焊(GTAW),氣體保護金屬(熔化)極電弧焊(GMAW),藥芯焊絲電弧焊(FCAW),埋弧焊(SAW),等離子電弧焊(PAW)等。
對于雙相不銹鋼管焊接常用的焊接方法有:鎢(wu)極氬弧(hu)焊、熔化極氣體保護焊、等離子(zi)電弧焊和埋弧焊。
2. 雙相不銹鋼(gang)管焊接工藝要點(dian)
①. 預熱和層間溫(wen)度(du)
除了在大拘束度下,可能引起高(gao)(gao)鐵素體組(zu)織(zhi)(焊縫、熱影(ying)響區(qu))開裂(氫致(zhi)裂紋)之外,雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管和(he)超級雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)不需要(yao)預熱。對于大拘束度焊件推(tui)薦預熱到150℃。對于23%Cr無Mo雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)22%Cr雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),層(ceng)(ceng)間溫(wen)度不應超過200℃。對25%Cr雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管和(he)超級雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang),層(ceng)(ceng)間溫(wen)度不應超過150℃。為(wei)了獲得最佳的焊縫金屬性(xing)能,超級雙相(xiang)不銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)管推(tui)薦使用的最高(gao)(gao)預熱溫(wen)度為(wei)100℃。在采(cai)用焊后固溶處理的情況下,不要(yao)求限制(zhi)層(ceng)(ceng)間溫(wen)度。
②. 焊后熱處(chu)理
雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)管(guan)不(bu)需(xu)要焊(han)(han)(han)后消除(chu)應(ying)力(li)處(chu)(chu)理,而且進(jin)行(xing)(xing)這樣的(de)熱(re)處(chu)(chu)理可能是(shi)有害的(de)。因為它可使雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)析出金(jin)屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang),降(jiang)低韌性和(he)耐蝕(shi)(shi)性。但(dan)如果由于(yu)焊(han)(han)(han)件處(chu)(chu)于(yu)高應(ying)變(bian)狀態或存(cun)在(zai)導致耐腐蝕(shi)(shi)性降(jiang)低和(he)塑性降(jiang)低的(de)有害相(xiang)(xiang)(xiang)變(bian),使焊(han)(han)(han)件質量降(jiang)低,這樣的(de)焊(han)(han)(han)件通常應(ying)該(gai)進(jin)行(xing)(xing)固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理。23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)22%Cr雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)應(ying)該(gai)在(zai)1050~1100℃的(de)溫(wen)度下進(jin)行(xing)(xing)固溶(rong)(rong)(rong)熱(re)處(chu)(chu)理。而25%Cr 雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)超級雙(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)要求固溶(rong)(rong)(rong)處(chu)(chu)理的(de)溫(wen)度為1070~1120℃.當匹配的(de)焊(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)的(de)化學成(cheng)分(fen)(Ni=8%~10%)高于(yu)焊(han)(han)(han)件化學成(cheng)分(fen)時(shi)(shi),應(ying)該(gai)選擇給(gei)定的(de)溫(wen)度上限。加熱(re)應(ying)該(gai)盡(jin)可能快,固溶(rong)(rong)(rong)退火之后立即進(jin)行(xing)(xing)水淬。焊(han)(han)(han)后熱(re)處(chu)(chu)理最有效的(de)加熱(re)方法是(shi)感應(ying)加熱(re)。保溫(wen)時(shi)(shi)間5~30min,應(ying)該(gai)足以恢復相(xiang)(xiang)(xiang)平(ping)衡,包括金(jin)屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang)(特別是(shi)σ相(xiang)(xiang)(xiang)和(he)x相(xiang)(xiang)(xiang))的(de)溶(rong)(rong)(rong)解。
③. 清理和(he)鈍化
焊(han)(han)后的表面(mian)清理(li)及焊(han)(han)縫附近的酸洗鈍化處理(li)可采(cai)用(yong)標準不銹(xiu)鋼的清理(li)作(zuo)業。
3. 保持焊后抗腐蝕(shi)性能的(de)方法
①. 控制焊接時(shi)焊料的飛濺物(wu)、雜(za)質、氧化(hua)物(wu)的形成,因為這些物(wu)質會降低抗點蝕與(yu)抗間隙腐蝕的能力。
②. 如果可能,焊后應清洗焊縫及周圍區域;如果不可能清洗,則在焊接時,應控制保護氣體的含氧量在10×10-6~25×10-6之間。為了加強熔化極氣體保護焊的電弧穩定性及金屬滲透性,可在保護氣氬氣中添加少量的二氧化碳或氧氣。雙相不銹鋼氣體保護焊焊接用的保護氣體見表6-9。
③. 應采取背面保護(hu),焊管則(ze)應通入內保護(hu)氣體。