雙相不銹鋼焊(han)接的(de)一般準則主要有以(yi)下幾(ji)點:


1. 焊材的(de)要求(qiu)


   焊材(cai)包括:①. 填充金屬;②. 保(bao)(bao)護氣體(ti)和背面保(bao)(bao)護氣體(ti)。分述如下。


   在(zai)焊(han)態下(xia)(xia)使用的焊(han)接(jie)結(jie)構,其(qi)焊(han)縫金屬(shu)與母材相(xiang)比應是合金元素(su)(su)鎳含量(liang)較高的。這(zhe)是為了保證(zheng)合適(shi)的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)和奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)的相(xiang)比例。這(zhe)一(yi)純(chun)焊(han)縫金屬(shu)在(zai)焊(han)態下(xia)(xia),必須(xu)有這(zhe)樣的成(cheng)分,即能在(zai)結(jie)晶后(hou)直接(jie)均勻地形(xing)成(cheng)以奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)為主(30%~70%)的并含有鐵(tie)素(su)(su)體(ti)的雙(shuang)相(xiang)組(zu)織。當(dang)焊(han)件可在(zai)1050~1100℃溫度下(xia)(xia)退(tui)火時,應該選(xuan)擇(ze)與母材成(cheng)分(Ni=5.5%~7.0%)相(xiang)當(dang)的焊(han)縫金屬(shu)。在(zai)這(zhe)種焊(han)接(jie)工藝中,焊(han)后(hou)占主要的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)基體(ti)轉(zhuan)變形(xing)成(cheng)了平(ping)衡的鐵(tie)素(su)(su)體(ti)/奧(ao)(ao)(ao)氏體(ti)組(zu)織。


  焊接雙(shuang)相不銹鋼超級雙(shuang)相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的焊材均是配套設計的(詳見表2-13和表2-14)。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條,也可以用堿性藥皮焊條。堿性藥皮的焊條對全位置的焊接更適宜一些,而鈦型焊條工藝性優良,在幾乎所有的實際應用中都可獲得滿意的效果。



采(cai)用填充焊(han)絲(si)和其他(ta)焊(han)接方(fang)法(GTAW、GMAW、SAW)熔(rong)敷的(de)焊(han)縫金屬與焊(han)絲(si)有類(lei)似的(de)化學成分。


保護(hu)氣(qi)體(ti)適用(yong)于各種(zhong)氣(qi)體(ti)保護(hu)焊方法(見表(biao)2-17)


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  背面保護氣體用于單面焊的焊管內部氣體保護,既可以用工業純氬氣,也可以用高純度氬氣(99.99%).在所有情況下,氣體都應該干燥(PrEN439: 除CO2外,所有氣體中水分最大不超過40 ppm,露點最高-50℃,CO2中的水分最大不超過200 ppm,露點最高為-35℃),應該采取各種措施避免水分浸入保護氣體中。


保護氣體和背面保護氣體對焊縫金屬的含氮量有影響。由于保護氣體中氮氣分壓低,可能從焊縫熔池中擴散出氮氣,從而使焊縫金屬含氮量降低,最大可減少0.05%氮氣。存在這種危險時,在保護氣體和背面保護氣體中必須加人5%氮氣,以防止焊縫金屬氮(dan)氣損失。


2. 焊接方法選擇


焊(han)(han)接方法根據(ju)焊(han)(han)件(jian)結構(gou)厚度及相關條(tiao)件(jian)的經濟(ji)性,可以采用下述焊(han)(han)接方法:①. 手工焊(han)(han)(SMAW); ②. 氣(qi)體保護鎢極電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(GTAW); ③. 氣(qi)體保護金屬(熔化)極電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(GMAW);④. 藥芯焊(han)(han)絲電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(FCAW); ⑤. 埋弧(hu)(hu)焊(han)(han)(SAW); ⑥. 等離子(zi)電(dian)(dian)弧(hu)(hu)焊(han)(han)(PAW)。


對于不銹鋼管(guan)焊接,常用方法是采用GTAW作根部焊接,然后用其他不同的焊接方法完成接頭焊接,如SMAW、GTAW或GMAW.中厚板的對接焊采用SMAW(MMA)、SAW或FCAW來完成。


對(dui)于鑄(zhu)件和其他結構(gou)件的(de)修復焊(han)接,通常(chang)選(xuan)用SMAW(MMA),PAW 應用于薄斷面構(gou)件的(de)焊(han)接和直管(guan)焊(han)縫根部的(de)焊(han)接。


在焊(han)件(jian)上(shang)均應(ying)該填加焊(han)絲(條),包括焊(han)根。如果不填加焊(han)材(cai)進行焊(han)接,則必(bi)須在焊(han)后(hou)進行固溶(rong)處理。


3. 焊接熱輸入(ru)的確定


  在母材和焊材確定之后,無論采取何種焊接方法,都必須嚴格控制焊接熱輸入。雙相及超級雙相不銹鋼焊接接頭的性能,很大程度上取決于采用的熱輸入。與奧氏體不銹鋼相比,雙相鋼焊接時可承受較大的熱輸,使焊后冷卻過程、熱影響區形成足夠的奧氏體相,滿足接頭力學和耐蝕性的要求。但是熱輸過大,促進熱影響區形成Cr2N、σ相等脆性相,降低塑韌性和耐蝕性,因此對于具體焊件上采用多大的熱輸入,應在焊件焊前參考表2-16推薦的熱輸入范圍,根據結構的斷面尺寸和焊接方法進行工藝試驗或工藝評定,最終確定應使用的工藝參數,保證焊接接頭的性能。


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4. 接頭設計(ji)


  雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)接(jie)頭設計(ji)必(bi)須有助于完全焊透并避免在凝固的(de)焊縫金屬中(zhong)存在未(wei)熔合(he)的(de)母材。與奧氏體鋼不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)是焊接(jie)雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼時(shi),坡(po)口(kou)根部間(jian)隙、坡(po)口(kou)角度均略大于奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹鋼。并且坡(po)口(kou)最好采用(yong)切削加(jia)工(gong)而不(bu)(bu)(bu)用(yong)砂輪打磨,以使焊接(jie)區厚度或間(jian)隙均勻。必(bi)須打磨時(shi),應特別注意坡(po)口(kou)及其配合(he)的(de)均勻性(xing)。雙相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹鋼的(de)一些(xie)接(jie)頭設計(ji)如表2-18所(suo)示。


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5. 預熱(re)和層間溫(wen)度


  除了在(zai)大(da)拘束度下可(ke)能(neng)引起高(gao)鐵素體組織(焊(han)縫(feng)、熱影響區)開裂(氫致(zhi)裂紋)之外,雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和超級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼不(bu)(bu)需要預(yu)熱。對于大(da)拘束度焊(han)件推(tui)薦(jian)預(yu)熱到150℃.對于23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和22%Cr雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,層間溫(wen)度不(bu)(bu)應該超過(guo)200℃.對25%Cr雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和超級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,層間溫(wen)度不(bu)(bu)應超過(guo)150℃,為了獲得最(zui)佳的(de)焊(han)縫(feng)金屬性能(neng),超級(ji)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼推(tui)薦(jian)使(shi)用的(de)最(zui)高(gao)預(yu)熱溫(wen)度為100℃.在(zai)采用焊(han)后固(gu)溶(rong)處理的(de)情況下,不(bu)(bu)要求限制層間溫(wen)度。


6. 焊后(hou)處理


  雙相不銹鋼不需要焊后消除應力處理,且進行這樣的熱處理可能是有害的。因為它可使雙相不銹鋼析出金屬間相,降低韌性和耐蝕性。但如果由于焊件高應變狀態或存在導致耐腐蝕性降低和塑性降低的有害相變,使焊件質量降低,這樣的焊件通常應該進行固溶處理。23%Cr無Mo雙相不銹鋼和22%Cr雙相不銹鋼應該在1050~1100℃的溫度下進行熱處理。而25%Cr雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼要求處理溫度為1070~1120℃。當匹配的焊縫金屬化學成分(Ni=8%~10%)高于焊件化學成分時,應該選擇給定的溫度上限。加熱應該盡可能地快,固溶退火之后立即進行水淬。最有效的加熱方法是感應加熱。保溫時間應該是5~30min,應該足以恢復相平衡,包括金屬間相(特別是σ和X相)的溶解。


7. 清理和鈍化(hua)


  焊前、焊后的表面清理(li)及焊縫(feng)附近的酸洗鈍(dun)化處理(li)可采用標(biao)準不銹(xiu)鋼的清理(li)作業(ye)。