為(wei)了(le)使焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭熱影響區各(ge)項(xiang)性(xing)能指標與其(qi)他部位相同(tong),可采取下(xia)列措施。
一、焊(han)接方法的選擇
在選(xuan)擇焊接(jie)方法時應(ying)遵循(xun)如下原則(ze)。
1. 避免(mian)使用過(guo)低或過(guo)高的焊接熱輸入
過低的熱輸入(ru)會使奧氏體相析出大量減少,甚至形成純鐵素體組織,工藝和使用性能大幅度降低。因此,電子束焊和等離子弧焊應避免采用。過高的熱輸人會使焊縫金屬和熱影響高溫區(HTHAZ)晶粒粗大,韌性下降。一旦由于過熱導致大晶粒鐵素體,就很難保持或恢復雙相不銹鋼的優良性能。除電渣焊不能采用外,熔化極氬弧焊(GMAW、MIG)、埋弧焊(SAW)在使用上也將受到限制。
2. 適宜使用多層焊
多層(ceng)焊(han)(han)的后(hou)續焊(han)(han)縫(feng)的熱(re)輸(shu)入對前(qian)道(dao)焊(han)(han)縫(feng)再一次進(jin)行焊(han)(han)接熱(re)循環、使焊(han)(han)接熱(re)影響(xiang)區的奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相進(jin)一步析出,增加奧(ao)氏(shi)(shi)體(ti)相數量(liang)且(qie)能細化(hua)(hua)鐵(tie)素體(ti)晶粒,減少碳化(hua)(hua)物(wu)和氮化(hua)(hua)物(wu)從晶內和晶界析出。接頭的性能得到(dao)改善,所以選擇(ze)焊(han)(han)接方法時,應考慮滿(man)足(zu)多層(ceng)焊(han)(han)的要求,多道(dao)次和低熔敷率(lv)。
3. 避(bi)免使(shi)用熱處理
雙相不銹鋼(gang)管(guan)焊接接頭若需要通過熱處理改善性能時,不僅困難而且受限制。固溶處理的溫度很高,達1000~1050℃,這是其困難的一面。雙相不銹鋼的中溫敏化問題在焊接時一般不會出現。若要采用中溫消除應力處理時,由于保溫時間長(約2h),使用會受到鋼種本身的限制。
4. 經濟性
雙相不銹鋼設備多為單件,小批量生產,在選用焊接方法時,應考慮其經濟合理,維修方便。
雙相不銹鋼管常用的方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊兩種。焊條電弧焊適用于全方位的焊接,通用性和靈活性較好,是簡便易行、大量使用的方法。就雙相不銹鋼而言,鈦型(金紅石型)藥皮焊條比堿性焊條的焊接性要好,前者有良好的脫渣性,尤其對于管子根部焊道的脫渣有利,但是對焊件的低溫力學性能尤其是韌性有要求時,仍需要考慮采用堿性焊條。為防止產生氣孔,焊前焊條需經250~350℃/2h的烘烤,或者是采用超耐潮焊條。鎢極氬弧焊通常用于管接頭的根部焊道,或用于管道的自動焊接,也常用于薄板或管和管板接頭的焊接。此方法能保證焊件有很好的力學性能,尤其是低溫韌性。保護氣體通常采用純Ar或Ar+2%N2作為保護氣體,在單面焊雙面成形焊接時,不論采用何種接頭形式,背面保護氣體是必要的,通常采用純Ar或Ar+5%N2。
至于埋弧焊(han)(han),近年(nian)也有使用(yong)(yong)此方法(fa)焊(han)(han)接(jie)較(jiao)(jiao)厚的雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang),埋弧焊(han)(han)的問題是(shi)稀(xi)釋率較(jiao)(jiao)大,采用(yong)(yong)合適的坡口(kou)形式,正確的熱輸入以及嚴格控(kong)制道間溫度,可以對稀(xi)釋率加(jia)以控(kong)制。當焊(han)(han)接(jie)厚壁件(jian)時,最初(chu)熔敷的幾層(ceng)焊(han)(han)道金屬(shu)因(yin)稀(xi)釋率較(jiao)(jiao)大,鐵素體量增加(jia),加(jia)之冷(leng)卻速度過慢(man),有可能(neng)使焊(han)(han)縫金屬(shu)和焊(han)(han)接(jie)熱影響區脆化(hua)。與前兩種焊(han)(han)接(jie)法(fa)相(xiang)比,此法(fa)焊(han)(han)接(jie)雙相(xiang)不(bu)銹鋼(gang)用(yong)(yong)得不(bu)多。
二、焊接順序
接觸腐蝕介質的(de)焊縫(feng)(feng)(feng)要最先(xian)施焊;對于(yu)單道(dao)焊縫(feng)(feng)(feng),則在非接觸工(gong)作(zuo)介質面的(de)焊縫(feng)(feng)(feng)上,加焊一層(ceng)工(gong)藝焊縫(feng)(feng)(feng),對于(yu)多(duo)層(ceng)焊時,除了用小的(de)焊接熱輸入的(de)多(duo)層(ceng)多(duo)道(dao)焊外,必(bi)要時也可增(zeng)加工(gong)藝焊縫(feng)(feng)(feng)來改善工(gong)作(zuo)焊縫(feng)(feng)(feng)的(de)熱影響區性(xing)能。
三、焊(han)接材料
對于含氮的雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的填充材料,通常采用比母材高的鎳和母材相同的含氮量,以保證焊縫金屬有足夠的奧氏體量。目前采用的填充材料一般都是在提高鎳的基礎上,再加人與母材含量相當的氮,控制焊縫金屬的奧氏體量為60%~70%。為防止焊縫表面區域因擴散而損失氮,通常在氬氣保護氣體中加入2%N2(GTAW)。瑞典Sandvik廠的焊接材料見表7-14。為防止氣孔和焊接氫致裂紋,需要嚴格控制焊接材料中氫的含量;當要求焊縫金屬具有較高的韌性并進行全位置焊接時,應選用堿性焊條(焊條電弧焊時);當對焊縫金屬有特殊耐蝕要求時,還需使用超級雙相不銹鋼成分堿性焊條(焊條電弧焊時)。

注:1. TIG-鎢極氬(ya)弧焊(han)(han)(han);MIG-熔化極氬(ya)弧焊(han)(han)(han);SAW一(yi)(yi)埋弧焊(han)(han)(han);SMAW一(yi)(yi)焊(han)(han)(han)條電弧焊(han)(han)(han):FCAW一(yi)(yi)藥芯焊(han)(han)(han)絲(si)電弧焊(han)(han)(han)。
2. 填充金屬(shu)牌號后的符號:1焊絲;1R鈦型焊條;1B堿性焊條;1T藥芯(xin)焊絲。
四、焊接裂紋(wen)敏(min)感性(xing)
近年一(yi)些學者(zhe)作出(chu)不(bu)銹鋼(gang)的熔(rong)合(he)區(qu)凝(ning)(ning)固(gu)裂紋(wen)(wen)敏(min)感性與Crea/Nicg比值為(wei)1.5~2.0時(shi),裂紋(wen)(wen)總長度最小的結論,也就是說當焊縫金屬處于兩相凝(ning)(ning)固(gu)區(qu)時(shi),對(dui)凝(ning)(ning)固(gu)裂紋(wen)(wen)最不(bu)敏(min)感。

