为了使焊接接头热影响区各项性能指标与其他部位相同,可采取下列措施。


一、焊接方法的选择


 在选择焊接方法时应遵循如下原则。


 1. 避免使用过低或过高的焊接热输入


    过低的热输会使奥氏体相析出大量减少,甚至形成纯铁素体组织,工艺和使用性能大幅度降低。因此,电子束焊和等离子弧焊应避免采用。过高的热输人会使焊缝金属和热影响高温区(HTHAZ)晶粒粗大,韧性下降。一旦由于过热导致大晶粒铁素体,就很难保持或恢复双相不锈钢的优良性能。除电渣焊不能采用外,熔化极氩弧焊(GMAW、MIG)、埋弧焊(SAW)在使用上也将受到限制。


 2. 适宜使用多层焊


    多层焊的后续焊缝的热输入对前道焊缝再一次进行焊接热循环、使焊接热影响区的奥氏体相进一步析出,增加奥氏体相数量且能细化铁素体晶粒,减少碳化物和氮化物从晶内和晶界析出。接头的性能得到改善,所以选择焊接方法时,应考虑满足多层焊的要求,多道次和低熔敷率。


 3. 避免使用热处理


    双相不锈钢管焊接接头若需要通过热处理改善性能时,不仅困难而且受限制。固溶处理的温度很高,达1000~1050℃,这是其困难的一面。双相不锈钢的中温敏化问题在焊接时一般不会出现。若要采用中温消除应力处理时,由于保温时间长(约2h),使用会受到钢种本身的限制。


 4. 经济性


    双相不锈钢设备多为单件,小批量生产,在选用焊接方法时,应考虑其经济合理,维修方便。


    双相不锈钢管常用的方法有焊条电弧焊和钨极氩弧焊两种。焊条电弧焊适用于全方位的焊接,通用性和灵活性较好,是简便易行、大量使用的方法。就双相不锈钢而言,钛型(金红石型)药皮焊条比碱性焊条的焊接性要好,前者有良好的脱渣性,尤其对于管子根部焊道的脱渣有利,但是对焊件的低温力学性能尤其是韧性有要求时,仍需要考虑采用碱性焊条。为防止产生气孔,焊前焊条需经250~350℃/2h的烘烤,或者是采用超耐潮焊条。钨极氩弧焊通常用于管接头的根部焊道,或用于管道的自动焊接,也常用于薄板或管和管板接头的焊接。此方法能保证焊件有很好的力学性能,尤其是低温韧性。保护气体通常采用纯Ar或Ar+2%N2作为保护气体,在单面焊双面成形焊接时,不论采用何种接头形式,背面保护气体是必要的,通常采用纯Ar或Ar+5%N2


    至于埋弧焊,近年也有使用此方法焊接较厚的双相不锈钢,埋弧焊的问题是稀释率较大,采用合适的坡口形式,正确的热输入以及严格控制道间温度,可以对稀释率加以控制。当焊接厚壁件时,最初熔敷的几层焊道金属因稀释率较大,铁素体量增加,加之冷却速度过慢,有可能使焊缝金属和焊接热影响区脆化。与前两种焊接法相比,此法焊接双相不锈钢用得不多。



二、焊接顺序


   接触腐蚀介质的焊缝要最先施焊;对于单道焊缝,则在非接触工作介质面的焊缝上,加焊一层工艺焊缝,对于多层焊时,除了用小的焊接热输入的多层多道焊外,必要时也可增加工艺焊缝来改善工作焊缝的热影响区性能。



三、焊接材料


    对于含氮的双相不锈钢和超级双相不锈钢的填充材料,通常采用比母材高的镍和母材相同的含氮量,以保证焊缝金属有足够的奥氏体量。目前采用的填充材料一般都是在提高镍的基础上,再加人与母材含量相当的氮,控制焊缝金属的奥氏体量为60%~70%。为防止焊缝表面区域因扩散而损失氮,通常在氩气保护气体中加入2%N2(GTAW)。瑞典Sandvik厂的焊接材料见表7-14。为防止气孔和焊接氢致裂纹,需要严格控制焊接材料中氢的含量;当要求焊缝金属具有较高的韧性并进行全位置焊接时,应选用碱性焊条(焊条电弧焊时);当对焊缝金属有特殊耐蚀要求时,还需使用超级双相不锈钢成分碱性焊条(焊条电弧焊时)。


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注:1. TIG-钨极氩弧焊;MIG-熔化极氩弧焊;SAW一埋弧焊;SMAW一焊条电弧焊:FCAW一药芯焊丝电弧焊。

       2. 填充金属牌号后的符号:1焊丝;1R钛型焊条;1B碱性焊条;1T药芯焊丝。



四、焊接裂纹敏感性


   近年一些学者作出不锈钢的熔合区凝固裂纹敏感性与Crea/Nicg比值为1.5~2.0时,裂纹总长度最小的结论,也就是说当焊缝金属处于两相凝固区时,对凝固裂纹最不敏感。






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