雙相不銹(xiu)鋼具有良好的焊接性，它不像鐵素體不銹鋼焊縫熱影響區由于晶粒嚴重粗化而使塑韌性大幅減低，也不像奧氏體不銹(xiu)鋼對熱裂紋很敏感，選用合適的焊接工藝一般不會發生焊接熱裂紋和冷裂紋。但雙相不銹鋼(gang)中畢竟有較高的鐵素體，焊接工藝選擇不當，可能會出現下列問題：
1. 當在300～500℃停留時間較長時，會發生“475℃脆(cui)性(xing)”；在600～900℃溫度停留時間長時，還會出現σ相脆性和高溫晶粒長大脆性，這些都會降低焊接接頭耐蝕性。
2. 當(dang)拘束度較大時，還(huan)存(cun)在氫致裂紋(wen)的危(wei)險。
3. 要求較少相至(zhi)少在30％以上，因為相比例的(de)不(bu)平(ping)衡會引(yin)起熱(re)影(ying)響區腐蝕與脆(cui)化。
一、焊接(jie)工(gong)藝評定試驗
1. 焊接(jie)方法的選擇
結合產品換熱(re)管較薄和管板焊接的特點，選用WZM1-315C 管板自動焊機進行自動脈沖鎢極氬弧焊。通過脈沖電流、脈沖時間和基值電流、基值時間的調節，能夠調節出較小的熱輸入，可防止焊接接頭過熱造成晶粒粗大和脆化。另外，高頻電弧具有很強的穿透力，能增加焊縫熔深，其振蕩作用有利于晶粒細化、消除氣孔，能得到優良的焊接接頭。
2. 焊接(jie)材料的選(xuan)擇
SAF2205 雙(shuang)相不銹鋼(gang)焊(han)(han)接時(shi)，焊(han)(han)接材料的(de)(de)化學(xue)成分通(tong)常(chang)與(yu)母材略有(you)不同，焊(han)(han)材中的(de)(de)Ni含量要(yao)高于母材，以促進鐵(tie)素體向奧氏體的(de)(de)轉變，并能穩定焊(han)(han)縫中的(de)(de)奧氏體。根據換熱(re)管(guan)和管(guan)板結構(gou)特點，選(xuan)擇φ0.8mm的(de)(de)ER2209焊(han)(han)絲，母材和焊(han)(han)材的(de)(de)化學(xue)成分比(bi)較見表(biao)4-45。
3. 焊前準備
按照NB／T4701-2011《承壓(ya)設備焊(han)接工藝(yi)評定》附(fu)錄(lu)D要求，換(huan)熱管(guan)管(guan)頭要伸出管(guan)板組(zu)5mm。換(huan)熱管(guan)材(cai)料為(wei)SAF2205，規(gui)格為(wei)φ32mmx2.5mm；管(guan)板材(cai)料為(wei)Q345R，采用堆(dui)(dui)焊(han)而(er)成，過渡層采用E309L-16焊(han)條(tiao)，耐蝕層采用E2209-16焊(han)條(tiao)，堆(dui)(dui)焊(han)層厚(hou)度為(wei)10mm，堆(dui)(dui)焊(han)層化學(xue)成分見表(biao)4-45。焊(han)前在(zai)對換(huan)熱管(guan)的被焊(han)管(guan)端進行清理，清除毛刺、油污(wu)物，用不銹鋼(gang)絲刷將待焊(han)部位的表(biao)面及(ji)附(fu)近清理干凈(jing)，直至露出不銹鋼(gang)光澤，然后用丙酮液清洗。
4. 焊接
焊(han)接(jie)(jie)(jie)時先進(jin)行定(ding)位(wei)焊(han)，不能直(zhi)接(jie)(jie)(jie)在(zai)根部定(ding)位(wei)焊(han)定(ding)位(wei)，需采用同材(cai)質的(de)(de)(de)小定(ding)位(wei)塊(kuai)(kuai)定(ding)位(wei)裝配，焊(han)縫(feng)(feng)長度約3~5mm。定(ding)位(wei)塊(kuai)(kuai)定(ding)位(wei)好后，用貼(tie)紙密(mi)封坡(po)口，背面充氬(ya)氣(qi)保護。采用直(zhi)流正接(jie)(jie)(jie)電源，用φ0.8mm的(de)(de)(de) ER2209焊(han)絲，φ2.5～φ0.8mm的(de)(de)(de)鈰鎢(wu)極，氬(ya)氣(qi)（體(ti)積(ji)分(fen)數）99.99％，氣(qi)體(ti)流量8～10L／min，噴嘴直(zhi)徑為12mm，焊(han)接(jie)(jie)(jie)2層，第(di)2道焊(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)引弧(hu)點(dian)(dian)應避(bi)開第(di)1道的(de)(de)(de)引弧(hu)和熄弧(hu)點(dian)(dian)，焊(han)接(jie)(jie)(jie)順(shun)序(xu)和方(fang)位(wei)如圖4-19所示，道間溫度控制(zhi)在(zai)150℃以(yi)下。具體(ti)焊(han)接(jie)(jie)(jie)參數見表(biao)4-46。
5. 焊接工藝要點
雙相(xiang)不銹鋼焊接(jie)時(shi)，除了嚴格控制(zhi)焊接(jie)參數外，還需嚴格遵照下列(lie)注意事項和技術措施，才能保證良(liang)好(hao)的焊接(jie)質量。
a. 清理
采用(yong)(yong)機械或化(hua)學方法，對(dui)焊(han)(han)接坡口及(ji)兩側的氧化(hua)皮、油脂(zhi)、灰塵、水和污染物(wu)等進(jin)行(xing)徹底清理，以減少焊(han)(han)縫(feng)中的H含量，防止氫(qing)致(zhi)裂紋(wen)；清理工具如鋼絲刷(shua)、敲渣錘等須由不(bu)銹(xiu)鋼制成(cheng)，打磨用(yong)(yong)砂輪(lun)(lun)也必須為專(zhuan)用(yong)(yong)于不(bu)銹(xiu)鋼的砂輪(lun)(lun)；焊(han)(han)接完成(cheng)后，立即(ji)使(shi)用(yong)(yong)專(zhuan)用(yong)(yong)的不(bu)銹(xiu)鋼絲刷(shua)趁熱擦刷(shua)焊(han)(han)縫(feng)表(biao)面(mian)，消除焊(han)(han)縫(feng)表(biao)面(mian)的氧化(hua)色，以防止焊(han)(han)接接頭(tou)耐蝕性下降。
b. 引弧(hu)和熄弧(hu)
嚴禁在管(guan)板上引弧。熄弧時，弧坑要填滿，過渡(du)要平滑，不應有明顯(xian)凸棱(leng)和凹陷。
c. 氣體保(bao)護
采用(yong)大(da)(da)直徑噴(pen)嘴，加大(da)(da)保(bao)護(hu)氣體(ti)(ti)流量，提高氣體(ti)(ti)保(bao)護(hu)效果。
d. 防變形措施
為防止管(guan)板變形，焊接(jie)時應從中心向(xiang)四周(zhou)以對稱放射狀向(xiang)外焊接(jie)。
二、焊(han)接試板檢驗
換熱管管板(ban)焊接試板(ban)檢(jian)查，首先(xian)需外觀檢(jian)查焊縫表面是否平整光(guang)滑、波紋細(xi)密以及有(you)無(wu)肉眼可見焊接缺陷。
1. 滲透檢(jian)測
按照JB/T 4730-2005對換熱管管板10個焊接接頭進行100％檢測（PT），沒有發現氣孔和裂紋等缺陷，檢驗合格。
2. 宏觀金相(xiang)檢(jian)查
按照NB/T 47014-2011取呈對角線位置的2個管接頭切開，兩切口互相垂直。切口一側面通過換熱管中心線，對兩接頭中4個剖面的8個觀察面進行檢查（其中包括1個取自收弧處）。將宏觀金相試樣的檢查面磨光，使焊縫區與熱影響區界限清晰，采用10倍放大鏡進行檢驗，焊縫根部焊透，沒有裂紋、未熔合。然后測定8個金相檢查面上每個角焊縫的厚度為2.0～2.2mm，大于合格值1.7mm，宏觀檢驗合格。
3. 金(jin)相組織檢驗
對換熱(re)管、管板堆焊層和焊縫(feng)(feng)進行了(le)金相檢(jian)驗，金相鐵素(su)組織用(yong)網絡交點技(ji)術法(fa)對鐵素(su)體(ti)(ti)測定，管材(cai)鐵素(su)體(ti)(ti)約占50％；管板堆焊層中(zhong)鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)量約為35％；焊縫(feng)(feng)中(zhong)鐵素(su)體(ti)(ti)含(han)量約為40％，滿足技(ji)術要求的30％～61％。沒(mei)有出現脆硬(ying)組織，且得(de)到了(le)細小均勻的兩相混合組織。試(shi)件分(fen)兩層焊接，一(yi)次(ci)焊接熱(re)影(ying)響(xiang)區經受(shou)兩次(ci)焊接熱(re)循環，不(bu)僅(jin)促進了(le)奧氏體(ti)(ti)相的進一(yi)步轉變，還細化(hua)了(le)晶粒。
4. 顯微硬度試驗
從剩余的(de)管(guan)頭上(shang)取試樣進行顯微硬(ying)(ying)度試驗，采用HVS-50型數顯維氏硬(ying)(ying)度計(ji)測量(liang)接頭的(de)顯微硬(ying)(ying)度，測量(liang)時從換熱管(guan)側(ce)、焊(han)縫金屬到管(guan)板側(ce)依次進行測量(liang)，測定結(jie)果：硬(ying)(ying)度HV為247.2、258.1和(he)276.8，無淬(cui)硬(ying)(ying)傾向，滿足技術(shu)要求。
三、產品焊接(jie)
經過對SAF2205 雙相(xiang)不銹鋼換熱(re)(re)管(guan)管(guan)板(ban)(ban)焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝評定試(shi)分析，確(que)定焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝的正(zheng)確(que)性，為管(guan)板(ban)(ban)焊(han)接(jie)(jie)提(ti)供(gong)了(le)有力(li)保障，將(jiang)此焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝運用在實際產(chan)(chan)品換熱(re)(re)器管(guan)板(ban)(ban)的焊(han)接(jie)(jie)生產(chan)(chan)，焊(han)后經0.2MPa壓縮空氣試(shi)漏、100％PT檢測（I級），全(quan)部(bu)合格。
焊接換(huan)熱器管板(ban)時，焊接操作要注意：
1. 要控制(zhi)好焊(han)槍傾(qing)角(jiao)(jiao)和送(song)絲角(jiao)(jiao)度，機(ji)頭需水(shui)平(ping)放(fang)置在(zai)鎢(wu)極(ji)的(de)稍前下方，一般焊(han)槍鎢(wu)極(ji)對準坡(po)口的(de)外邊緣1/3處，送(song)絲貼著管壁與坡(po)口的(de)根部為最佳角(jiao)(jiao)度。
2. 控制好開(kai)關。焊(han)接過程中根據情況(kuang)(kuang)不斷調節電弧長度，防止出現(xian)未熔合、鎢極打管板等情況(kuang)(kuang)。
管束裝置（主要是換(huan)熱(re)器管板焊(han)接件）經過3個月(yue)的(de)使用，運(yun)行穩定(ding)，滿足(zu)使用要求。說明選用自動脈沖鎢極氬弧焊(han)的(de)焊(han)接工藝和確定(ding)的(de)操作要點是合理的(de)，保(bao)證(zheng)了焊(han)縫(feng)金屬(shu)獲得(de)較理想的(de)相比例，防止焊(han)縫(feng)脆性(xing)和裂紋的(de)產(chan)生。
