為了使焊接接頭熱影響區(qū)各項性能指標(biāo)與其他部位相同,可采取下列措施。


一、焊接方法的選擇


 在選擇焊接方法時應(yīng)遵循如下原則。


 1. 避免使用過低或過高的焊接熱輸入


    過低的熱輸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(yīng)避免采用。過高的熱輸人會使焊縫金屬和熱影響高溫區(qū)(HTHAZ)晶粒粗大,韌性下降。一旦由于過熱導(dǎo)致大晶粒鐵素體,就很難保持或恢復(fù)雙相不銹鋼的優(yōu)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


    多層焊的后續(xù)焊縫的熱輸入對前道焊縫再一次進(jìn)行焊接熱循環(huán)、使焊接熱影響區(qū)的奧氏體相進(jìn)一步析出,增加奧氏體相數(shù)量且能細(xì)化鐵素體晶粒,減少碳化物和氮化物從晶內(nèi)和晶界析出。接頭的性能得到改善,所以選擇焊接方法時,應(yīng)考慮滿足多層焊的要求,多道次和低熔敷率。


 3. 避免使用熱處理


    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(dá)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(xiàn)。若要采用中溫消除應(yīng)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(jīng)濟(jì)性


    雙相不銹鋼設(shè)備多為單件,小批量生產(chǎn),在選用焊接方法時,應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)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(xué)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(chǎn)生氣孔,焊前焊條需經(jīng)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(xué)性能,尤其是低溫韌性。保護(hù)氣體通常采用純Ar或Ar+2%N2作為保護(hù)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(hù)氣體是必要的,通常采用純Ar或Ar+5%N2。


    至于埋弧焊,近年也有使用此方法焊接較厚的雙相不銹鋼,埋弧焊的問題是稀釋率較大,采用合適的坡口形式,正確的熱輸入以及嚴(yán)格控制道間溫度,可以對稀釋率加以控制。當(dāng)焊接厚壁件時,最初熔敷的幾層焊道金屬因稀釋率較大,鐵素體量增加,加之冷卻速度過慢,有可能使焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)脆化。與前兩種焊接法相比,此法焊接雙相不銹鋼用得不多。



二、焊接順序


   接觸腐蝕介質(zhì)的焊縫要最先施焊;對于單道焊縫,則在非接觸工作介質(zhì)面的焊縫上,加焊一層工藝焊縫,對于多層焊時,除了用小的焊接熱輸入的多層多道焊外,必要時也可增加工藝焊縫來改善工作焊縫的熱影響區(qū)性能。



三、焊接材料


    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(chǔ)上,再加人與母材含量相當(dāng)?shù)牡?,控制焊縫金屬的奧氏體量為60%~70%。為防止焊縫表面區(qū)域因擴(kuò)散而損失氮,通常在氬氣保護(hù)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(yán)格控制焊接材料中氫的含量;當(dāng)要求焊縫金屬具有較高的韌性并進(jìn)行全位置焊接時,應(yīng)選用堿性焊條(焊條電弧焊時);當(dāng)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-鎢極氬弧焊;MIG-熔化極氬弧焊;SAW一埋弧焊;SMAW一焊條電弧焊:FCAW一藥芯焊絲電弧焊。

       2. 填充金屬牌號后的符號:1焊絲;1R鈦型焊條;1B堿性焊條;1T藥芯焊絲。



四、焊接裂紋敏感性


   近年一些學(xué)者作出不銹鋼的熔合區(qū)凝固裂紋敏感性與Crea/Nicg比值為1.5~2.0時,裂紋總長度最小的結(jié)論,也就是說當(dāng)焊縫金屬處于兩相凝固區(qū)時,對凝固裂紋最不敏感。






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