為(wei)了(le)使焊接接頭熱(re)影響區各項(xiang)性能(neng)指標與其他部位相同,可采取(qu)下(xia)列措施。


一、焊接方法(fa)的選擇


 在(zai)選擇焊接方法(fa)時應遵循如下原(yuan)則。


 1. 避免使用(yong)過低或過高的(de)焊接(jie)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(shi)用多層(ceng)焊


    多(duo)層焊(han)的后(hou)續焊(han)縫的熱輸入(ru)對前道(dao)焊(han)縫再(zai)一次進(jin)行焊(han)接熱循環、使焊(han)接熱影響區的奧氏(shi)(shi)體(ti)相進(jin)一步析(xi)出,增加奧氏(shi)(shi)體(ti)相數量(liang)且能細(xi)化(hua)鐵素體(ti)晶粒,減少碳化(hua)物和(he)氮(dan)化(hua)物從晶內和(he)晶界析(xi)出。接頭的性能得到(dao)改善,所以選擇焊(han)接方法時(shi),應(ying)考(kao)慮滿(man)足多(duo)層焊(han)的要(yao)求,多(duo)道(dao)次和(he)低熔(rong)敷率。


 3. 避(bi)免使用熱處理


    雙相不銹鋼管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(ji)性


    雙相不(bu)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(mai)弧(hu)焊(han),近(jin)年(nian)也(ye)有使用此方法焊(han)接(jie)(jie)(jie)較厚的雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang),埋(mai)弧(hu)焊(han)的問題(ti)是稀釋(shi)率(lv)較大,采用合適的坡口形式,正確的熱輸入以及嚴格控制(zhi)道(dao)間(jian)溫(wen)度,可以對稀釋(shi)率(lv)加(jia)以控制(zhi)。當焊(han)接(jie)(jie)(jie)厚壁件(jian)時,最初熔敷(fu)的幾層焊(han)道(dao)金屬因稀釋(shi)率(lv)較大,鐵(tie)素體(ti)量增加(jia),加(jia)之冷(leng)卻速(su)度過慢(man),有可能使焊(han)縫金屬和焊(han)接(jie)(jie)(jie)熱影響區(qu)脆化。與前兩種焊(han)接(jie)(jie)(jie)法相(xiang)(xiang)(xiang)比,此法焊(han)接(jie)(jie)(jie)雙相(xiang)(xiang)(xiang)不銹鋼(gang)用得不多。



二、焊接順(shun)序


   接觸(chu)腐(fu)蝕介(jie)質的焊(han)(han)(han)(han)縫要(yao)最先施焊(han)(han)(han)(han);對于單道焊(han)(han)(han)(han)縫,則在(zai)非接觸(chu)工(gong)作介(jie)質面的焊(han)(han)(han)(han)縫上,加焊(han)(han)(han)(han)一層(ceng)工(gong)藝焊(han)(han)(han)(han)縫,對于多(duo)(duo)層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)時,除了(le)用(yong)小的焊(han)(han)(han)(han)接熱輸入的多(duo)(duo)層(ceng)多(duo)(duo)道焊(han)(han)(han)(han)外,必(bi)要(yao)時也可增加工(gong)藝焊(han)(han)(han)(han)縫來改(gai)善工(gong)作焊(han)(han)(han)(han)縫的熱影響區(qu)性能。



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)。


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注:1. TIG-鎢(wu)極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han);MIG-熔化極氬(ya)弧(hu)(hu)焊(han);SAW一(yi)(yi)埋弧(hu)(hu)焊(han);SMAW一(yi)(yi)焊(han)條(tiao)電(dian)弧(hu)(hu)焊(han):FCAW一(yi)(yi)藥芯焊(han)絲電(dian)弧(hu)(hu)焊(han)。

       2. 填充金屬牌號后的符號:1焊(han)絲(si);1R鈦(tai)型焊(han)條;1B堿性焊(han)條;1T藥芯焊(han)絲(si)。



四、焊接裂紋敏(min)感性


   近(jin)年一(yi)些學者作出不銹鋼的(de)熔(rong)合區凝(ning)固(gu)裂紋(wen)敏感性與(yu)Crea/Nicg比值為1.5~2.0時,裂紋(wen)總長度(du)最(zui)小的(de)結論,也就是說當(dang)焊縫金屬處(chu)于兩(liang)相凝(ning)固(gu)區時,對凝(ning)固(gu)裂紋(wen)最(zui)不敏感。






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