1. 焊接方法的選擇
由于雙(shuang)相不銹鋼自身的冶金特點,在選擇焊接方法上應注意以下幾點。
①. 焊(han)接(jie)線(xian)能量和層間溫度
過低(di)(di)的焊(han)接線能(neng)量(liang)會使奧氏(shi)體(ti)轉(zhuan)(zhuan)變量(liang)減(jian)少(shao),甚至于會抑(yi)制焊(han)后(hou)冷(leng)卻(que)過程的鐵素體(ti)向奧氏(shi)體(ti)的轉(zhuan)(zhuan)變,而得(de)到單相(xiang)(xiang)鐵素體(ti)組織,使其失去雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼的特點,使用性能(neng)大大降低(di)(di)。因(yin)此,激光(guang)焊(han)、電子束焊(han)和等(deng)離子焊(han)等(deng)高(gao)能(neng)束焊(han)不適于焊(han)接雙相(xiang)(xiang)奧氏(shi)體(ti)不銹(xiu)鋼。過高(gao)的焊(han)接線能(neng)量(liang)會使金屬及熱影(ying)響區過熱區的晶粒粗大,韌性降低(di)(di)。SMAW、TIG、MIG可用來焊(han)接雙相(xiang)(xiang)不銹(xiu)鋼。
為了獲得雙(shuang)相不銹鋼(gang)焊(han)接(jie)接頭的最佳性能,除合理地選用焊接材料外、還必須選擇最佳的焊接線能量和層間溫度,通常將焊縫金屬的奧氏體含量控制在60%~70%。表3-43給出了三種典型的雙相不銹鋼推薦的最佳的焊接線能量和層間溫度。
表3-43 三種典型(xing)的(de)雙相(xiang)不銹鋼推薦的(de)最佳(jia)的(de)焊接線能(neng)量和層間溫(wen)度鋼的(de)牌(pai)號
②. 適宜(yi)采用(yong)多(duo)層焊,多(duo)道次(ci),低熔合比
③. 避免使用焊后(hou)熱處(chu)理
因為焊后熱處(chu)(chu)理存在諸多(duo)困(kun)難,生產上(shang)難以實(shi)現。固溶處(chu)(chu)理的溫(wen)度太高(gao)(1000~1050℃),生產上(shang)很難實(shi)現。另外(wai),中溫(wen)處(chu)(chu)理會導致脆化相析出,韌性和耐腐蝕性降低。
2. 雙相(xiang)不銹鋼常用的焊接方法(fa)
焊接雙相不(bu)銹鋼(gang)常用的方法(fa)是焊條(tiao)電(dian)弧焊(SMAW)、埋(mai)弧焊(SAW)、鎢極(ji)惰(duo)性氣(qi)體保(bao)護(hu)(hu)焊(TIG)及熔化極(ji)惰(duo)性氣(qi)體保(bao)護(hu)(hu)焊(MIG)等。
①. 焊(han)條電弧焊(han)
焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han)適(shi)用(yong)于全位置焊(han)(han)接(jie)。對(dui)于雙相不銹(xiu)鋼(gang)而言,鈦型焊(han)(han)條比(bi)(bi)堿性(xing)焊(han)(han)條的焊(han)(han)接(jie)工藝性(xing)好,尤其(qi)是脫渣性(xing)能好,這一點對(dui)多層(ceng)焊(han)(han)很重要,可(ke)以(yi)提高效(xiao)率和避免夾渣。但是,鈦型焊(han)(han)條比(bi)(bi)堿性(xing)焊(han)(han)條得到的焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬的韌性(xing)較差。所以(yi),對(dui)于焊(han)(han)件有低(di)溫性(xing)能要求時應采(cai)用(yong)堿性(xing)焊(han)(han)條。
②. 鎢極惰(duo)性氣體保護焊
鎢(wu)極(ji)惰(duo)性(xing)(xing)氣體(ti)保護(hu)焊(han)(han)(han)常用于根部焊(han)(han)(han)道的焊(han)(han)(han)接或(huo)自(zi)動(dong)焊(han)(han)(han)接,也常用于薄板或(huo)管板接頭(tou)的焊(han)(han)(han)接。TIG焊(han)(han)(han)能夠保證焊(han)(han)(han)件有良(liang)好(hao)的力學性(xing)(xing)能,特別是低溫韌性(xing)(xing)。一般TIG焊(han)(han)(han)的熔敷效率較低,即使自(zi)動(dong)焊(han)(han)(han)也如此。
焊時應使(shi)用純Ar或(huo)Ar+2%N2作為保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)。但V形坡口根部焊接且(qie)雙面(mian)成形時,背面(mian)需用保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)保(bao)(bao)護(hu),且(qie)用Ar+5%N2作為保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti),因為焊縫表面(mian)容易失氮(dan)。
應(ying)當(dang)(dang)推(tui)薦使用Ar+N,混合氣(qi)(qi)體(ti)(ti)作為雙相不銹鋼TIG焊的(de)(de)保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)。因為為了(le)保(bao)(bao)證(zheng)雙相不銹鋼焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)占優勢,焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬的(de)(de)鉻當(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)/鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)之(zhi)比應(ying)比母材(cai)小。若(ruo)使用Ar+N,混合氣(qi)(qi)體(ti)(ti),則可使焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬增(zeng)N,N是(shi)強奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)形(xing)成元素,焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬增(zeng)N就(jiu)等于增(zeng)大了(le)鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang),間接地(di)達到了(le)使鉻當(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)/鎳當(dang)(dang)量(liang)(liang)(liang)之(zhi)比變(bian)小的(de)(de)目的(de)(de)。實踐證(zheng)明,在保(bao)(bao)護(hu)氣(qi)(qi)中(zhong)(zhong)加氮氣(qi)(qi)后(hou),焊縫(feng)(feng)(feng)金(jin)(jin)屬中(zhong)(zhong)的(de)(de)N含(han)量(liang)(liang)(liang)和(he)奧(ao)氏(shi)體(ti)(ti)含(han)量(liang)(liang)(liang)都增(zeng)加了(le),見表3-44.
表3-44 保護(hu)氣體(ti)中N2含量對焊縫(feng)金屬中的(de)N含量和(he)奧氏體(ti)含量的(de)影響
③. 埋弧(hu)焊
埋弧焊可以用于雙相不銹鋼厚板的焊接,埋弧焊的問題是熔合比比較大,可以通過調整坡口形式、正確地選擇焊接線能量以及層間溫度,對熔合比加以控制。厚壁件的焊接,前幾道由于熔合比比較大,焊縫金屬鐵素體含量可能太大,加之冷卻速度慢,晶粒粗大,有可能使焊縫金屬和焊接熱影響區發生脆化。這一點可以用調整焊接材料,即前幾道熔合比較大時,采用鎳當量大的焊接材料。
3. 多層(ceng)焊(han)和工藝(yi)焊(han)縫
如前所述,采用(yong)SMAW法(fa)進(jin)行多(duo)層(ceng)焊(han)(han)時,由(you)于后(hou)道焊(han)(han)縫對(dui)前道焊(han)(han)縫的(de)(de)熱處理作用(yong),焊(han)(han)縫金屬(shu)中(zhong)(zhong)的(de)(de)鐵素體(ti)(ti)會(hui)進(jin)一步轉變成(cheng)奧氏(shi)體(ti)(ti),成(cheng)為(wei)以奧氏(shi)體(ti)(ti)占優勢(shi)的(de)(de)兩相組(zu)織;毗鄰焊(han)(han)縫的(de)(de)焊(han)(han)接熱影響區組(zu)織中(zhong)(zhong)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)(ti)含量也會(hui)由(you)于多(duo)次加(jia)熱而(er)增多(duo),從而(er)使(shi)整個焊(han)(han)接接頭的(de)(de)組(zu)織和性(xing)能顯著改(gai)善。但是(shi),若是(shi)多(duo)次加(jia)熱到(dao)中(zhong)(zhong)溫區,引起脆性(xing)相析(xi)出,也可能發生(sheng)脆化。
由于(yu)上述原(yuan)因,可(ke)以在焊(han)完(wan)之后再(zai)熔敷(fu)一(yi)道工(gong)藝焊(han)縫(feng),以便對最(zui)后一(yi)道焊(han)縫(feng)及其焊(han)接熱影響區進(jin)行一(yi)次熱處(chu)理(li),以利(li)于(yu)改善組織和提供(gong)性(xing)能。工(gong)藝焊(han)縫(feng)最(zui)后可(ke)以經過加工(gong)去除。