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 雙相不銹鋼管 ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊(han)接方法的選擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)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(han)接材料的選擇
對焊后直接使用的雙相不銹鋼管(guan)，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相當于我國YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌號。
3. 焊接(jie)參數的選(xuan)擇
采用60°V形坡口，鈍(dun)邊1.0mm，間(jian)(jian)隙3.0mm。焊接(jie)時，不需要對管件進行(xing)預熱(re)，但應嚴格控制層間(jian)(jian)溫度(du)和(he)熱(re)輸(shu)入。熱(re)輸(shu)入在5～15kJ／cm范圍內，層間(jian)(jian)溫度(du)差(cha)，小于150℃。施焊過程選擇(ze)多道(dao)焊，因為(wei)后續(xu)焊道(dao)對前道(dao)焊縫有(you)熱(re)處理作用，能(neng)使焊縫金屬(shu)中(zhong)(zhong)鐵素(su)體(ti)進一步轉變(bian)為(wei)奧(ao)氏體(ti)，同(tong)時熱(re)影(ying)區中(zhong)(zhong)的奧(ao)氏體(ti)數(shu)量也(ye)會增(zeng)多，從而使整(zheng)個焊接(jie)接(jie)頭的組織和(he)性能(neng)得(de)到改善。焊接(jie)參數(shu)見表4-35。
4. 焊接接頭性能的評估
a. 焊接接頭力學性(xing)能
焊接接頭各項力(li)學(xue)性(xing)能均(jun)良(liang)好，所有硬(ying)度均(jun)小(xiao)于275HV，10,且焊接接頭的(de)(de)硬(ying)度變化與雙相組織(zhi)的(de)(de)比例(li)有關，在(zai)熔合(he)線和熱(re)影區(qu)高(gao)溫(wen)段以粗大鐵素(su)體為主(zhu)，硬(ying)度最高(gao)為275HV10。而后基本(ben)上(shang)隨著奧(ao)氏體比例(li)的(de)(de)增(zeng)加(jia)，硬(ying)度值逐步下降，直至(zhi)到(dao)母(mu)材硬(ying)度在(zai)240～260HV1。范圍內。
b. 金相組(zu)織與相比(bi)例
根(gen)部焊縫(feng)組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)比(bi)例為50％～70％，熱(re)影響(xiang)區(qu)組(zu)織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)為20％～45％。與根(gen)部和填(tian)充焊道相(xiang)比(bi)，蓋(gai)(gai)面焊焊縫(feng)中(zhong)(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)比(bi)例有(you)所減少(shao)，這是因為蓋(gai)(gai)面焊道沒有(you)經(jing)歷后(hou)(hou)熱(re)過程(cheng)，焊后(hou)(hou)冷卻速度(du)相(xiang)對快些，因此(ci)，蓋(gai)(gai)面焊縫(feng)和熱(re)影區(qu)中(zhong)(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)比(bi)例偏(pian)低。蓋(gai)(gai)面焊縫(feng)中(zhong)(zhong)組(zu)織(zhi)(zhi)晶粒粗大，并呈羽毛狀分(fen)布。
c. 焊接接頭(tou)耐(nai)應力(li)腐蝕
采用(yong)恒變形U形彎(wan)曲試(shi)(shi)樣，按(an)GB／T 17898-1999進行。定期用(yong)10倍放大鏡觀察試(shi)(shi)樣裂(lie)紋(wen)情況(kuang)，試(shi)(shi)驗(yan)表明，兩周(zhou)未出現裂(lie)紋(wen)。
d. 焊接接頭耐(nai)晶(jing)間腐蝕
采用(yong)氟化(hua)鈉-硝酸法(fa)（按(an)GB 1223-1975標準配制試(shi)(shi)驗(yan)溶(rong)液）進(jin)行試(shi)(shi)驗(yan)，腐(fu)蝕3h后取出試(shi)(shi)樣，用(yong)φ5mm的壓頭將(jiang)試(shi)(shi)樣彎曲，在10倍放大鏡下觀察彎曲面，打底焊(han)焊(han)道(dao)表面均未出現任(ren)何(he)裂(lie)紋(wen)。
浙(zhe)江(jiang)至德鋼業有限公(gong)司通過(guo)焊接工藝評(ping)定證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼鋼管焊接性(xing)能良好，可(ke)直接在氣田和石油天然氣管路焊接中應用(yong)。
