浙江至德鋼業有限公司焊接中心曾對太原鋼鐵公司生產的022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹(xiu)鋼管 ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接(jie)方法的選(xuan)擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙相不(bu)銹鋼可以采用焊條電弧焊（SMAW）、氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）、熔化極氣體保護焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等多種方法焊接。根據現場施工條件，選用氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）進行打底焊和第一道填充焊，焊條電弧焊（SMAW）進行填充和蓋面焊。
2. 焊接材料的選擇
對焊后直接使用的雙相不(bu)銹鋼管，使用焊接材料的化學成分通常與母材略有不同。要求焊材中的Ni含量要高于母材（約高2％～4％），以促進鐵素相向奧氏體的轉變，并穩定焊縫中的奧氏體相。022Cr22Ni5Mo3N屬于超低碳雙相不銹鋼，因此焊材要選用超低碳系列。表4-34為選用的焊接材料。
注(zhu)：ER2209相當于我國(guo)YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌(pai)號。
3. 焊(han)接參數的選擇(ze)
采用60°V形坡口，鈍(dun)邊1.0mm，間隙(xi)3.0mm。焊(han)(han)接(jie)時(shi)，不需要(yao)對(dui)管件進(jin)行預熱，但應嚴(yan)格控制(zhi)層間溫度和(he)(he)熱輸入(ru)(ru)。熱輸入(ru)(ru)在5～15kJ／cm范圍內，層間溫度差，小于150℃。施焊(han)(han)過程(cheng)選(xuan)擇多(duo)道(dao)焊(han)(han)，因為后續焊(han)(han)道(dao)對(dui)前道(dao)焊(han)(han)縫有熱處理作用，能使焊(han)(han)縫金屬中(zhong)鐵素體進(jin)一步轉變為奧(ao)氏(shi)體，同時(shi)熱影(ying)區(qu)中(zhong)的奧(ao)氏(shi)體數(shu)量(liang)也會(hui)增多(duo)，從而(er)使整個(ge)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭的組織(zhi)和(he)(he)性能得到改善(shan)。焊(han)(han)接(jie)參數(shu)見表4-35。
4. 焊接接頭性能的評估
a. 焊(han)接接頭(tou)力學性(xing)能
焊(han)接(jie)接(jie)頭各項力學性(xing)能均良(liang)好，所有(you)硬度均小于275HV，10,且焊(han)接(jie)接(jie)頭的硬度變化與雙相(xiang)組織的比(bi)例(li)有(you)關，在熔(rong)合線和(he)熱影區高溫段以粗大鐵素(su)體(ti)為主，硬度最高為275HV10。而后基本上(shang)隨著(zhu)奧氏體(ti)比(bi)例(li)的增(zeng)加，硬度值逐步下降，直至到母(mu)材硬度在240～260HV1。范(fan)圍內。
b. 金相組織與相比例
根(gen)部(bu)焊(han)縫組織中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體相比例為50％～70％，熱影(ying)響區組織中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體相為20％～45％。與根(gen)部(bu)和填充(chong)焊(han)道相比，蓋面焊(han)焊(han)縫中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體相比例有(you)所減少，這(zhe)是因(yin)(yin)為蓋面焊(han)道沒(mei)有(you)經歷后熱過(guo)程，焊(han)后冷卻速度相對快些(xie)，因(yin)(yin)此，蓋面焊(han)縫和熱影(ying)區中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體相比例偏低(di)。蓋面焊(han)縫中(zhong)(zhong)組織晶粒粗大，并呈羽(yu)毛狀分布。
c. 焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)耐應力(li)腐蝕
采用恒變形U形彎曲(qu)試(shi)樣，按GB／T 17898-1999進行。定期(qi)用10倍放大鏡觀察試(shi)樣裂(lie)紋(wen)情況(kuang)，試(shi)驗表(biao)明，兩(liang)周未出(chu)現裂(lie)紋(wen)。
d. 焊(han)接接頭耐晶間(jian)腐蝕
采用(yong)氟化鈉-硝酸法（按(an)GB 1223-1975標準(zhun)配制試驗溶液）進行(xing)試驗，腐蝕3h后取出試樣，用(yong)φ5mm的(de)壓頭將試樣彎(wan)曲(qu)，在(zai)10倍放大鏡下觀察彎(wan)曲(qu)面，打底焊焊道表面均未(wei)出現(xian)任何(he)裂紋。
浙江至德鋼業有限公(gong)司通過焊(han)接(jie)工藝評定證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼鋼管(guan)焊(han)接(jie)性能(neng)良好，可直接(jie)在氣田(tian)和石油天(tian)然氣管(guan)路焊(han)接(jie)中應用。
