超低碳雙相不銹鋼管的出現(xiàn),再加上氮作為奧氏體形成元素的發(fā)現(xiàn),促進(jìn)雙相不銹鋼焊接接頭、熱影響區(qū),在高溫下形成的單相鐵素體冷卻時(shí),發(fā)生逆轉(zhuǎn)變并形成足夠的奧氏體,從而既改善了焊接熱影響區(qū)的塑性、韌性,同時(shí)又保持了雙相鋼的抗應(yīng)力腐蝕、點(diǎn)腐蝕的優(yōu)良特性。盡管新型的超低碳含氮的雙相不銹鋼的焊接性得到了實(shí)質(zhì)性的改善,但是雙相鋼的供貨狀態(tài)、使用的焊接材料、焊接工藝及參數(shù)等仍然是焊接接頭耐腐蝕性能、力學(xué)性能,即使用焊接性是關(guān)鍵。
1. 雙相不銹鋼管焊接方法
雙相不銹鋼管焊接方法與奧氏體不銹鋼相似,焊接方法應(yīng)根焊件結(jié)構(gòu)厚度及相關(guān)條件的經(jīng)濟(jì)性來(lái)選擇。可以選用的焊接方有:手工焊(SMAW),氣體保護(hù)鎢極電弧焊(GTAW),氣體保護(hù)金屬(熔化)極電弧焊(GMAW),藥芯焊絲電弧焊(FCAW),埋弧焊(SAW),等離子電弧焊(PAW)等。
對(duì)于雙相不銹鋼管焊接常用的焊接方法有:鎢極氬弧焊、熔化極氣體保護(hù)焊、等離子電弧焊和埋弧焊。
2. 雙相不銹鋼管焊接工藝要點(diǎn)
①. 預(yù)熱和層間溫度
除了在大拘束度下,可能引起高鐵素體組織(焊縫、熱影響區(qū))開裂(氫致裂紋)之外,雙相不銹鋼管和超級(jí)雙相不銹鋼不需要預(yù)熱。對(duì)于大拘束度焊件推薦預(yù)熱到150℃。對(duì)于23%Cr無(wú)Mo雙相不銹鋼和22%Cr雙相不銹鋼,層間溫度不應(yīng)超過200℃。對(duì)25%Cr雙相不銹鋼管和超級(jí)雙相不銹鋼,層間溫度不應(yīng)超過150℃。為了獲得最佳的焊縫金屬性能,超級(jí)雙相不銹鋼管推薦使用的最高預(yù)熱溫度為100℃。在采用焊后固溶處理的情況下,不要求限制層間溫度。
②. 焊后熱處理
雙相不銹鋼管不需要焊后消除應(yīng)力處理,而且進(jìn)行這樣的熱處理可能是有害的。因?yàn)樗墒闺p相不銹鋼析出金屬間相,降低韌性和耐蝕性。但如果由于焊件處于高應(yīng)變狀態(tài)或存在導(dǎo)致耐腐蝕性降低和塑性降低的有害相變,使焊件質(zhì)量降低,這樣的焊件通常應(yīng)該進(jìn)行固溶處理。23%Cr無(wú)Mo雙相不銹鋼和22%Cr雙相不銹鋼應(yīng)該在1050~1100℃的溫度下進(jìn)行固溶熱處理。而25%Cr 雙相不銹鋼和超級(jí)雙相不銹鋼要求固溶處理的溫度為1070~1120℃.當(dāng)匹配的焊縫金屬的化學(xué)成分(Ni=8%~10%)高于焊件化學(xué)成分時(shí),應(yīng)該選擇給定的溫度上限。加熱應(yīng)該盡可能快,固溶退火之后立即進(jìn)行水淬。焊后熱處理最有效的加熱方法是感應(yīng)加熱。保溫時(shí)間5~30min,應(yīng)該足以恢復(fù)相平衡,包括金屬間相(特別是σ相和x相)的溶解。
③. 清理和鈍化
焊后的表面清理及焊縫附近的酸洗鈍化處理可采用標(biāo)準(zhǔn)不銹鋼的清理作業(yè)。
3. 保持焊后抗腐蝕性能的方法
①. 控制焊接時(shí)焊料的飛濺物、雜質(zhì)、氧化物的形成,因?yàn)檫@些物質(zhì)會(huì)降低抗點(diǎn)蝕與抗間隙腐蝕的能力。
②. 如果可能,焊后應(yīng)清洗焊縫及周圍區(qū)域;如果不可能清洗,則在焊接時(shí),應(yīng)控制保護(hù)氣體的含氧量在10×10-6~25×10-6之間。為了加強(qiáng)熔化極氣體保護(hù)焊的電弧穩(wěn)定性及金屬滲透性,可在保護(hù)氣氬氣中添加少量的二氧化碳或氧氣。雙相不銹鋼氣體保護(hù)焊焊接用的保護(hù)氣體見表6-9。
③. 應(yīng)采取背面保護(hù),焊管則應(yīng)通入內(nèi)保護(hù)氣體。