浙江至德鋼業有限公司焊接中心曾對太原鋼鐵公司生產的022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相不銹鋼(gang)管 ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接方法的選擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹(xiu)鋼(gang)可以采用焊條電弧焊（SMAW）、氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）、熔化極氣體保護焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等多種方法焊接。根據現場施工條件，選用氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）進行打底焊和第一道填充焊，焊條電弧焊（SMAW）進行填充和蓋面焊。
2. 焊接材料的選擇
對焊后直接使用的雙相不(bu)銹鋼管，使用焊接材料的化學成分通常與母材略有不同。要求焊材中的Ni含量要高于母材（約高2％～4％），以促進鐵素相向奧氏體的轉變，并穩定焊縫中的奧氏體相。022Cr22Ni5Mo3N屬于超低碳雙相不銹鋼，因此焊材要選用超低碳系列。表4-34為選用的焊接材料。
注：ER2209相當于我國(guo)YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌(pai)號。
3. 焊(han)接參數的選擇(ze)
采用(yong)60°V形坡(po)口，鈍邊1.0mm，間(jian)隙3.0mm。焊(han)(han)(han)接(jie)時，不(bu)需要對(dui)管(guan)件進行預(yu)熱(re)，但應嚴格控制層(ceng)(ceng)間(jian)溫度和熱(re)輸入。熱(re)輸入在5～15kJ／cm范圍內，層(ceng)(ceng)間(jian)溫度差，小(xiao)于150℃。施焊(han)(han)(han)過程(cheng)選(xuan)擇多道(dao)焊(han)(han)(han)，因(yin)為(wei)后(hou)續焊(han)(han)(han)道(dao)對(dui)前道(dao)焊(han)(han)(han)縫(feng)有(you)熱(re)處理作(zuo)用(yong)，能(neng)使焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬中(zhong)鐵素體進一(yi)步(bu)轉(zhuan)變為(wei)奧氏體，同(tong)時熱(re)影區(qu)中(zhong)的奧氏體數量也會(hui)增多，從(cong)而使整個焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的組(zu)織和性能(neng)得到改(gai)善。焊(han)(han)(han)接(jie)參數見表(biao)4-35。
4. 焊(han)接接頭性能(neng)的(de)評(ping)估
a. 焊接接頭力學性能
焊(han)接(jie)接(jie)頭各項力學性能均(jun)良好，所有硬度(du)均(jun)小于275HV，10,且焊(han)接(jie)接(jie)頭的硬度(du)變化與雙相組(zu)織的比例(li)有關，在熔(rong)合線和(he)熱影區高(gao)溫段以(yi)粗大鐵素體(ti)為(wei)主，硬度(du)最(zui)高(gao)為(wei)275HV10。而后基本上隨(sui)著奧(ao)氏體(ti)比例(li)的增加，硬度(du)值(zhi)逐步下(xia)降，直至到母材(cai)硬度(du)在240～260HV1。范圍內。
b. 金相組織與(yu)相比例
根部焊(han)(han)縫組(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)比例為50％～70％，熱(re)影(ying)響區組(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)為20％～45％。與(yu)根部和填充焊(han)(han)道(dao)相(xiang)比，蓋面焊(han)(han)焊(han)(han)縫中(zhong)奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)比例有(you)所(suo)減(jian)少，這是因為蓋面焊(han)(han)道(dao)沒(mei)有(you)經歷后熱(re)過程，焊(han)(han)后冷卻速度相(xiang)對快些，因此，蓋面焊(han)(han)縫和熱(re)影(ying)區中(zhong)奧氏(shi)(shi)體(ti)相(xiang)比例偏低。蓋面焊(han)(han)縫中(zhong)組(zu)(zu)織(zhi)晶粒粗大(da)，并呈羽毛狀分布。
c. 焊接接頭耐應(ying)力腐蝕
采用(yong)恒變(bian)形U形彎曲試(shi)樣(yang)，按GB／T 17898-1999進行。定期用(yong)10倍放(fang)大鏡觀察(cha)試(shi)樣(yang)裂紋(wen)情況，試(shi)驗表(biao)明，兩周未出現裂紋(wen)。
d. 焊(han)接接頭耐(nai)晶間腐(fu)蝕
采用(yong)(yong)氟化鈉-硝(xiao)酸法(fa)（按GB 1223-1975標準配(pei)制試(shi)驗(yan)溶液）進行試(shi)驗(yan)，腐蝕3h后取出試(shi)樣(yang)，用(yong)(yong)φ5mm的壓頭將試(shi)樣(yang)彎(wan)曲，在(zai)10倍(bei)放大鏡下觀察彎(wan)曲面(mian)(mian)，打底焊焊道表面(mian)(mian)均未出現(xian)任何裂紋。
浙江至(zhi)德鋼(gang)(gang)業有限公司通過焊(han)接(jie)工(gong)藝評定證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)管焊(han)接(jie)性(xing)能良(liang)好，可直接(jie)在(zai)氣(qi)田和石油天然氣(qi)管路焊(han)接(jie)中應(ying)用。
