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 雙相不銹鋼(gang)管 ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接方法的選擇(ze)
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銹(xiu)鋼(gang)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：ER2209相(xiang)當于我(wo)國(guo)YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌號。
3. 焊接參數的選擇
采用(yong)60°V形坡口(kou)，鈍邊1.0mm，間隙3.0mm。焊(han)接(jie)時，不(bu)需(xu)要對管件進(jin)行預熱(re)，但(dan)應嚴格控制層(ceng)間溫(wen)(wen)度和熱(re)輸入。熱(re)輸入在5～15kJ／cm范圍內，層(ceng)間溫(wen)(wen)度差，小于150℃。施(shi)焊(han)過程選擇多道焊(han)，因為后續(xu)焊(han)道對前(qian)道焊(han)縫有(you)熱(re)處(chu)理作用(yong)，能(neng)使焊(han)縫金屬中(zhong)(zhong)鐵素體進(jin)一步轉變為奧氏(shi)(shi)體，同時熱(re)影(ying)區中(zhong)(zhong)的奧氏(shi)(shi)體數(shu)量也(ye)會增多，從而使整個(ge)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的組織和性能(neng)得到改(gai)善(shan)。焊(han)接(jie)參數(shu)見表4-35。
4. 焊接接頭性能的評估(gu)
a. 焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭力學性能
焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)各項力學性能(neng)均良(liang)好(hao)，所有(you)硬(ying)度(du)均小于275HV，10,且焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)的硬(ying)度(du)變化(hua)與雙相組織的比(bi)(bi)例有(you)關，在熔(rong)合(he)線和熱影區高溫段(duan)以粗大鐵素體為主，硬(ying)度(du)最(zui)高為275HV10。而后基本上隨(sui)著奧氏體比(bi)(bi)例的增(zeng)加，硬(ying)度(du)值(zhi)逐步下(xia)降(jiang)，直至到母(mu)材硬(ying)度(du)在240～260HV1。范(fan)圍內。
b. 金相組織與相比例
根部焊(han)縫組(zu)織中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相比(bi)例(li)為(wei)50％～70％，熱影響區(qu)組(zu)織中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相為(wei)20％～45％。與根部和填充焊(han)道相比(bi)，蓋(gai)面(mian)焊(han)焊(han)縫中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相比(bi)例(li)有(you)所減(jian)少，這(zhe)是因(yin)為(wei)蓋(gai)面(mian)焊(han)道沒有(you)經歷后熱過(guo)程，焊(han)后冷(leng)卻速度相對快些，因(yin)此，蓋(gai)面(mian)焊(han)縫和熱影區(qu)中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相比(bi)例(li)偏低。蓋(gai)面(mian)焊(han)縫中(zhong)(zhong)組(zu)織晶粒粗大，并呈羽毛狀(zhuang)分布。
c. 焊接(jie)接(jie)頭(tou)耐應力(li)腐蝕
采用恒變形(xing)(xing)U形(xing)(xing)彎曲試樣，按GB／T 17898-1999進行。定期(qi)用10倍放大鏡觀察(cha)試樣裂紋情況，試驗表明，兩周未(wei)出現裂紋。
d. 焊接接頭耐晶間腐蝕
采用氟(fu)化鈉-硝酸(suan)法（按GB 1223-1975標準(zhun)配制試(shi)驗溶液）進(jin)行(xing)試(shi)驗，腐蝕3h后(hou)取出試(shi)樣(yang)，用φ5mm的壓頭將試(shi)樣(yang)彎曲，在10倍放大鏡下觀察彎曲面(mian)(mian)，打(da)底焊焊道表面(mian)(mian)均未出現任(ren)何裂紋。
浙江(jiang)至德鋼(gang)業有(you)限公司通過焊接(jie)(jie)工藝評定(ding)證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)管焊接(jie)(jie)性能良好，可(ke)直(zhi)接(jie)(jie)在氣(qi)田和石(shi)油天(tian)然氣(qi)管路焊接(jie)(jie)中(zhong)應用。
