雙相不銹鋼焊(han)接的(de)一(yi)般準(zhun)則主(zhu)要(yao)有以下(xia)幾點:


1. 焊材的(de)要(yao)求(qiu)


   焊材包括:①. 填充金屬;②. 保護氣(qi)體和背面保護氣(qi)體。分述如下。


   在(zai)焊態下(xia)使用的(de)焊接(jie)結構,其焊縫(feng)(feng)金(jin)屬與母材相比應(ying)是合金(jin)元素(su)鎳含量較(jiao)高的(de)。這是為了保證合適的(de)鐵(tie)素(su)體和(he)奧氏(shi)體的(de)相比例。這一(yi)純焊縫(feng)(feng)金(jin)屬在(zai)焊態下(xia),必須有這樣的(de)成(cheng)分,即能(neng)在(zai)結晶后直接(jie)均勻地形成(cheng)以奧氏(shi)體為主(30%~70%)的(de)并含有鐵(tie)素(su)體的(de)雙相組織。當焊件可在(zai)1050~1100℃溫度下(xia)退火時,應(ying)該(gai)選擇(ze)與母材成(cheng)分(Ni=5.5%~7.0%)相當的(de)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬。在(zai)這種(zhong)焊接(jie)工藝中,焊后占主要(yao)的(de)鐵(tie)素(su)體基體轉變(bian)形成(cheng)了平衡的(de)鐵(tie)素(su)體/奧氏(shi)體組織。


  焊接雙相不銹鋼超級雙相不銹鋼(gang)的焊材均是配套設計的(詳見表2-13和表2-14)。手工焊用的涂藥焊條既可以用鈦型藥皮焊條,也可以用堿性藥皮焊條。堿性藥皮的焊條對全位置的焊接更適宜一些,而鈦型焊條工藝性優良,在幾乎所有的實際應用中都可獲得滿意的效果。



采用填充焊絲(si)和其他焊接(jie)方法(GTAW、GMAW、SAW)熔敷的(de)焊縫金屬與焊絲(si)有類似的(de)化學成(cheng)分。


保護氣體適用于各種氣體保護焊(han)方法(見表(biao)2-17)


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  背面保護氣體用于單面焊的焊管內部氣體保護,既可以用工業純氬氣,也可以用高純度氬氣(99.99%).在所有情況下,氣體都應該干燥(PrEN439: 除CO2外,所有氣體中水分最大不超過40 ppm,露點最高-50℃,CO2中的水分最大不超過200 ppm,露點最高為-35℃),應該采取各種措施避免水分浸入保護氣體中。


保護氣體和背面保護氣體對焊縫金屬的含氮量有影響。由于保護氣體中氮氣分壓低,可能從焊縫熔池中擴散出氮氣,從而使焊縫金屬含氮量降低,最大可減少0.05%氮氣(qi)。存在這種危險時,在保護氣體和背面保護氣體中必須加人5%氮氣,以防止焊縫金屬氮氣損失。


2. 焊接(jie)方法選擇


焊接方法根據焊件結構厚度及相關條件的經濟性,可(ke)以采用下述焊接方法:①. 手工焊(SMAW); ②. 氣體(ti)保護鎢(wu)極電(dian)弧(hu)(hu)焊(GTAW); ③. 氣體(ti)保護金屬(熔(rong)化)極電(dian)弧(hu)(hu)焊(GMAW);④. 藥芯焊絲電(dian)弧(hu)(hu)焊(FCAW); ⑤. 埋弧(hu)(hu)焊(SAW); ⑥. 等離子電(dian)弧(hu)(hu)焊(PAW)。


對于不銹鋼(gang)管焊接,常用方法是采用GTAW作根部焊接,然后用其他不同的焊接方法完成接頭焊接,如SMAW、GTAW或GMAW.中厚板的對接焊采用SMAW(MMA)、SAW或FCAW來完成。


對于鑄(zhu)件(jian)和(he)其他結(jie)構件(jian)的(de)(de)修(xiu)復焊(han)接,通(tong)常選用(yong)SMAW(MMA),PAW 應用(yong)于薄斷(duan)面構件(jian)的(de)(de)焊(han)接和(he)直管焊(han)縫根部的(de)(de)焊(han)接。


在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)件上(shang)均(jun)應(ying)該(gai)填加焊(han)(han)(han)絲(si)(條),包括(kuo)焊(han)(han)(han)根。如果不填加焊(han)(han)(han)材進行焊(han)(han)(han)接,則必須在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)后(hou)進行固溶處理(li)。


3. 焊接熱輸入的確定(ding)


  在母材和焊材確定之后,無論采取何種焊接方法,都必須嚴格控制焊接熱輸入。雙相及超級雙相不銹鋼焊接接頭的性能,很大程度上取決于采用的熱輸入。與奧氏體不銹鋼相比,雙相鋼焊接時可承受較大的熱輸,使焊后冷卻過程、熱影響區形成足夠的奧氏體相,滿足接頭力學和耐蝕性的要求。但是熱輸過大,促進熱影響區形成Cr2N、σ相等脆性相,降低塑韌性和耐蝕性,因此對于具體焊件上采用多大的熱輸入,應在焊件焊前參考表2-16推薦的熱輸入范圍,根據結構的斷面尺寸和焊接方法進行工藝試驗或工藝評定,最終確定應使用的工藝參數,保證焊接接頭的性能。


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4. 接頭設計(ji)


  雙相不(bu)銹鋼的(de)接頭(tou)設計必須有助于完全焊透并(bing)(bing)避免在凝固的(de)焊縫金屬中(zhong)存在未(wei)熔合的(de)母材(cai)。與奧(ao)氏(shi)體鋼不(bu)同的(de)是焊接雙相不(bu)銹鋼時,坡(po)口根部間隙、坡(po)口角度均略大于奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹鋼。并(bing)(bing)且(qie)坡(po)口最好采(cai)用(yong)切削加工(gong)而不(bu)用(yong)砂輪打磨(mo),以使焊接區厚(hou)度或(huo)間隙均勻(yun)。必須打磨(mo)時,應(ying)特別注(zhu)意坡(po)口及其配合的(de)均勻(yun)性(xing)。雙相不(bu)銹鋼的(de)一些接頭(tou)設計如表(biao)2-18所示。


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5. 預熱和層間溫度(du)


  除了在(zai)大(da)拘(ju)束度下(xia)可能引起高(gao)鐵素體組織(焊縫(feng)、熱(re)影(ying)響區)開(kai)裂(lie)(氫致裂(lie)紋(wen))之(zhi)外(wai),雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)超(chao)級(ji)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)不(bu)需要預(yu)熱(re)。對(dui)于大(da)拘(ju)束度焊件推(tui)薦預(yu)熱(re)到150℃.對(dui)于23%Cr無Mo雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)22%Cr雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),層(ceng)(ceng)間溫度不(bu)應該(gai)超(chao)過(guo)200℃.對(dui)25%Cr雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)和(he)(he)超(chao)級(ji)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),層(ceng)(ceng)間溫度不(bu)應超(chao)過(guo)150℃,為了獲得最佳的焊縫(feng)金屬性(xing)能,超(chao)級(ji)雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)推(tui)薦使用(yong)的最高(gao)預(yu)熱(re)溫度為100℃.在(zai)采用(yong)焊后固溶處理(li)的情(qing)況下(xia),不(bu)要求限制層(ceng)(ceng)間溫度。


6. 焊后處(chu)理


  雙相不銹鋼不需要焊后消除應力處理,且進行這樣的熱處理可能是有害的。因為它可使雙相不銹鋼析出金屬間相,降低韌性和耐蝕性。但如果由于焊件高應變狀態或存在導致耐腐蝕性降低和塑性降低的有害相變,使焊件質量降低,這樣的焊件通常應該進行固溶處理。23%Cr無Mo雙相不銹鋼和22%Cr雙相不銹鋼應該在1050~1100℃的溫度下進行熱處理。而25%Cr雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼要求處理溫度為1070~1120℃。當匹配的焊縫金屬化學成分(Ni=8%~10%)高于焊件化學成分時,應該選擇給定的溫度上限。加熱應該盡可能地快,固溶退火之后立即進行水淬。最有效的加熱方法是感應加熱。保溫時間應該是5~30min,應該足以恢復相平衡,包括金屬間相(特別是σ和X相)的溶解。


7. 清理和鈍化


  焊前、焊后(hou)的(de)表面(mian)清(qing)理及焊縫附近(jin)的(de)酸(suan)洗(xi)鈍(dun)化處(chu)理可采(cai)用標準不銹鋼(gang)的(de)清(qing)理作業。