1. 不同(tong)電(dian)弧焊焊接方法(fa)的(de)試驗

   選用寶鋼生產的15mm厚退火酸洗態2205雙相不(bu)銹鋼，采用焊條電弧焊（SMAW）、鎢極氬弧焊（TIG）和埋弧焊（SAW）的焊接接頭進行性能比較。焊材分別采用Avesta的2205AC／DC焊條、ER2209-TIG焊絲和ER2209-SA焊絲。焊條直徑為3.2mm和4.0mm兩種，TIG焊絲φ2.4mm，SAW焊絲φ3.2mm。埋弧焊劑為 Avesta805型。材料的主要成分及性能見表4-24和表4-25。其中，材料點蝕當量按公式PREN=Cr％＋3.3×Mo％＋16×N％計算。

   焊接試板加工成400mm×200mm×15mm，平板拼焊，不同焊接方法的X形坡口設置見表4-26。焊件坡口焊前均經過丙酮去油污處理。SMAW采用雙面多層焊，正反面各4道，每層熱輸入在1.0～1.5kJ／mm之間。TIG焊正面5道、反面4道，焊接保護氣為Ar＋1.5％N₂，每層熱輸入均在1.1～1.8kJ／mm之間。SAW采用正反面單道焊，每道熱輸入均在2.0kJ／mm左右。各種焊接方法的層間溫度都小于150℃。

2. 試驗(yan)結果(guo)與(yu)評估(gu)

  a. 焊接接頭微觀組織 

     利用(yong)上(shang)述(shu)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法(fa)得到的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接接頭宏觀形(xing)(xing)(xing)貌如(ru)圖4-7所示，其中(zhong)(zhong)，SAW反面焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接因為(wei)局部區(qu)域(yu)未(wei)填(tian)(tian)滿，用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)進行了少量(liang)填(tian)(tian)補。不(bu)過從圖中(zhong)(zhong)可以看出，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)均較(jiao)(jiao)完好，沒(mei)有發現(xian)咬邊、夾渣等缺陷。取焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)上(shang)部大致相(xiang)(xiang)(xiang)同部位及熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)組織(zhi)進行對(dui)比分(fen)析，如(ru)圖4-8所示，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)都含(han)有奧氏(shi)體(ti)和鐵素(su)體(ti)的(de)(de)混合(he)(he)組織(zhi)。在(zai)不(bu)同焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)，發現(xian)有三(san)(san)種(zhong)形(xing)(xing)(xing)態(tai)(tai)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)，但由于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)不(bu)同部位合(he)(he)金(jin)成(cheng)分(fen)和冷(leng)卻速度的(de)(de)差異，三(san)(san)種(zhong)形(xing)(xing)(xing)態(tai)(tai)的(de)(de)奧氏(shi)體(ti)比例也有所不(bu)同。對(dui)于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)的(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)比例，由于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條所含(han)奧氏(shi)體(ti)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)元素(su)Ni、N含(han)量(liang)較(jiao)(jiao)高(gao)，同時受多道(dao)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)上(shang)層(ceng)對(dui)下層(ceng)再熱(re)(re)的(de)(de)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)，其焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)中(zhong)(zhong)上(shang)部奧氏(shi)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)比例較(jiao)(jiao)高(gao)，達到61.8％；而(er)(er)TIG與(yu)SAW焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)區(qu)兩(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)比例相(xiang)(xiang)(xiang)差不(bu)大，在(zai)50％左右。對(dui)于焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)（HAZ），三(san)(san)者的(de)(de)鐵素(su)體(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)所占比例相(xiang)(xiang)(xiang)差不(bu)大，均在(zai)55％～60％。但TIG焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)因累積熱(re)(re)輸(shu)入較(jiao)(jiao)大，熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)鐵素(su)體(ti)平(ping)均晶(jing)粒尺寸較(jiao)(jiao)SAW要大，而(er)(er)鐵素(su)體(ti)晶(jing)粒尺寸將是影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)沖擊性能的(de)(de)一個因素(su)。另外，三(san)(san)者焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)(feng)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)(xiang)(xiang)區(qu)均未(wei)發現(xian)金(jin)屬(shu)間相(xiang)(xiang)(xiang)，說明(ming)三(san)(san)種(zhong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接方(fang)法(fa)的(de)(de)熱(re)(re)輸(shu)入均在(zai)合(he)(he)理的(de)(de)范圍之內。

  b. 焊接接頭力學(xue)性能 

     接(jie)頭(tou)力學拉伸(shen)結果(guo)：SMAW 焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)抗拉強度(du)為(wei)780MPa，在(zai)熱(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)斷裂；而TIG與(yu)SAW接(jie)頭(tou)強度(du)分別為(wei)790MPa和(he)(he)785MPa，斷在(zai)母材(cai)區(qu)(qu)(qu)(qu)。三者接(jie)頭(tou)的(de)(de)(de)抗拉強度(du)與(yu)母材(cai)相當。圖4-9所示為(wei)SMAW和(he)(he)TIG焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)焊(han)(han)縫區(qu)(qu)(qu)(qu)（WM）、熱(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)（HAZ）與(yu)母材(cai)在(zai)-196～-20℃溫度(du)區(qu)(qu)(qu)(qu)間的(de)(de)(de)沖擊(ji)吸(xi)收(shou)能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)對比，結果(guo)表明母材(cai)具有(you)較高的(de)(de)(de)沖擊(ji)吸(xi)收(shou)能量(liang)(liang)，且韌脆轉變溫度(du)較低(di)。從(cong)圖4-10中可以看(kan)出：-40℃時，TIG焊(han)(han)與(yu)SAW焊(han)(han)縫的(de)(de)(de)沖擊(ji)吸(xi)收(shou)能量(liang)(liang)分別為(wei)133J和(he)(he)78J，明顯高于SMAW的(de)(de)(de)37J;對于熱(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)，SAW 接(jie)頭(tou)熱(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)因累(lei)積熱(re)輸入(ru)最小，晶粒尺寸長大(da)情況最小，沖擊(ji)吸(xi)收(shou)能量(liang)(liang)最高，為(wei)207J，高于TIG的(de)(de)(de)122J和(he)(he)SMAW的(de)(de)(de)109J。上述結果(guo)對于不同三種焊(han)(han)接(jie)方法均(jun)滿足ASTM A923-06（B）標準對2205雙相不銹(xiu)鋼焊(han)(han)縫區(qu)(qu)(qu)(qu)34J（-40℃）和(he)(he)熱(re)影(ying)響(xiang)(xiang)區(qu)(qu)(qu)(qu)54J（-40℃）的(de)(de)(de)沖擊(ji)吸(xi)收(shou)能量(liang)(liang)的(de)(de)(de)要求(qiu)。

  c. 接頭腐蝕性能(neng)

     圖4-11所(suo)示為(wei)三種焊(han)(han)(han)接方法得到的(de)焊(han)(han)(han)接接頭點(dian)腐蝕(shi)(shi)速率(lv)比較(jiao)。SMAW接頭由(you)于焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)含有一(yi)些硅、錳(meng)氧化物(wu)夾雜，焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)氧位較(jiao)高，耐蝕(shi)(shi)性較(jiao)差，腐蝕(shi)(shi)速率(lv)在9mg／(d㎡d）左(zuo)右，仍能(neng)滿足ASTMA923-06（C）標準的(de)小于10mg/（d㎡·d）要求。而(er)TIG和SAW焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)耐蝕(shi)(shi)性較(jiao)好，失(shi)重速率(lv)均小于1mg／（d㎡·d）。根據經(jing)驗，改善焊(han)(han)(han)條電(dian)弧(hu)焊(han)(han)(han)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)腐蝕(shi)(shi)和沖(chong)擊(ji)性能(neng)，可采用短弧(hu)焊(han)(han)(han)和減少(shao)弧(hu)焊(han)(han)(han)過(guo)程焊(han)(han)(han)條擺動(dong)的(de)方法。

  總之，通過對于中(zhong)厚2205雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)板的(de)整體評估(gu)，可以認(ren)為：TIG接頭綜合(he)性能最好，SAW其次，SMAW較(jiao)差。但SAW效(xiao)率較(jiao)高，焊接雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)厚板時，該焊接方(fang)法將是一種不錯的(de)選擇。