為了使焊(han)接(jie)接(jie)頭熱影響(xiang)區各項性(xing)能指標與其他部位相同,可采取下列措施。
一、焊(han)接方法的選擇
在選擇焊(han)接方法時(shi)應遵(zun)循如下原則(ze)。
1. 避免(mian)使(shi)用過低或過高的焊接(jie)熱輸入
過低的熱輸入會使奧氏體相析出大量減少,甚至形成純鐵素體組織,工藝和使用性能大幅度降低。因此,電子束焊和等離子弧焊應避免采用。過高的熱輸人會使焊縫金屬和熱影響高溫區(HTHAZ)晶粒粗大,韌性下降。一旦由于過熱導致大晶粒鐵素體,就很難保持或恢復雙相不銹鋼的優良性能。除電渣焊不能采用外,熔化極氬弧焊(GMAW、MIG)、埋弧焊(SAW)在使用上也將受到限制。
2. 適宜使(shi)用多層焊
多層(ceng)焊(han)(han)(han)的后續焊(han)(han)(han)縫(feng)的熱輸入對(dui)前道焊(han)(han)(han)縫(feng)再一次(ci)進行(xing)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱循環、使(shi)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱影(ying)響區的奧氏(shi)體相(xiang)進一步析(xi)出,增加奧氏(shi)體相(xiang)數量且能(neng)(neng)細化(hua)鐵素體晶粒,減少碳化(hua)物和氮(dan)化(hua)物從晶內和晶界(jie)析(xi)出。接(jie)(jie)頭的性能(neng)(neng)得(de)到(dao)改善,所以選擇焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)方法時,應考慮滿足多層(ceng)焊(han)(han)(han)的要求,多道次(ci)和低熔敷率。
3. 避免使用熱處理
雙相不銹鋼管焊接接頭若需要通過熱處理改善性能時,不僅困難而且受限制。固溶處理的溫度很高,達1000~1050℃,這是其困難的一面。雙相不銹鋼的中溫敏化問題在焊接時一般不會出現。若要采用中溫消除應力處理時,由于保溫時間長(約2h),使用會受到鋼種本身的限制。
4. 經(jing)濟性
雙相不銹鋼設備多為單件,小批量生產,在選用焊接方法時,應考慮其經濟合理,維修方便。
雙相不銹鋼管常用的方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊兩種。焊條電弧焊適用于全方位的焊接,通用性和靈活性較好,是簡便易行、大量使用的方法。就雙相不銹鋼而言,鈦型(金紅石型)藥皮焊條比堿性焊條的焊接性要好,前者有良好的脫渣性,尤其對于管子根部焊道的脫渣有利,但是對焊件的低溫力學性能尤其是韌性有要求時,仍需要考慮采用堿性焊條。為防止產生氣孔,焊前焊條需經250~350℃/2h的烘烤,或者是采用超耐潮焊條。鎢極氬弧焊通常用于管接頭的根部焊道,或用于管道的自動焊接,也常用于薄板或管和管板接頭的焊接。此方法能保證焊件有很好的力學性能,尤其是低溫韌性。保護氣體通常采用純Ar或Ar+2%N2作為保護氣體,在單面焊雙面成形焊接時,不論采用何種接頭形式,背面保護氣體是必要的,通常采用純Ar或Ar+5%N2。
至于(yu)埋(mai)弧焊(han)(han),近(jin)年也有(you)使(shi)用此方法焊(han)(han)接較(jiao)(jiao)厚(hou)的(de)雙相不銹鋼(gang),埋(mai)弧焊(han)(han)的(de)問題是稀釋率較(jiao)(jiao)大,采用合適的(de)坡口形(xing)式,正確的(de)熱(re)輸入以及嚴格控(kong)制(zhi)道間溫度,可以對稀釋率加(jia)以控(kong)制(zhi)。當焊(han)(han)接厚(hou)壁件時,最初熔敷的(de)幾層焊(han)(han)道金(jin)屬因稀釋率較(jiao)(jiao)大,鐵素體(ti)量增加(jia),加(jia)之冷卻速度過(guo)慢(man),有(you)可能使(shi)焊(han)(han)縫金(jin)屬和焊(han)(han)接熱(re)影響區脆(cui)化。與前(qian)兩種焊(han)(han)接法相比(bi),此法焊(han)(han)接雙相不銹鋼(gang)用得不多。
二(er)、焊接(jie)順序(xu)
接(jie)觸腐(fu)蝕介(jie)質的(de)焊(han)縫(feng)(feng)要最先施焊(han);對于單道(dao)(dao)焊(han)縫(feng)(feng),則在非(fei)接(jie)觸工(gong)作介(jie)質面的(de)焊(han)縫(feng)(feng)上,加焊(han)一層(ceng)工(gong)藝焊(han)縫(feng)(feng),對于多(duo)層(ceng)焊(han)時(shi),除了(le)用(yong)小的(de)焊(han)接(jie)熱(re)輸(shu)入的(de)多(duo)層(ceng)多(duo)道(dao)(dao)焊(han)外,必要時(shi)也可增加工(gong)藝焊(han)縫(feng)(feng)來改善工(gong)作焊(han)縫(feng)(feng)的(de)熱(re)影響區性能。
三、焊接材料
對于含氮的雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的填充材料,通常采用比母材高的鎳和母材相同的含氮量,以保證焊縫金屬有足夠的奧氏體量。目前采用的填充材料一般都是在提高鎳的基礎上,再加人與母材含量相當的氮,控制焊縫金屬的奧氏體量為60%~70%。為防止焊縫表面區域因擴散而損失氮,通常在氬氣保護氣體中加入2%N2(GTAW)。瑞典Sandvik廠的焊接材料見表7-14。為防止氣孔和焊接氫致裂紋,需要嚴格控制焊接材料中氫的含量;當要求焊縫金屬具有較高的韌性并進行全位置焊接時,應選用堿性焊條(焊條電弧焊時);當對焊縫金屬有特殊耐蝕要求時,還需使用超級雙相不銹鋼成分堿性焊條(焊條電弧焊時)。

注:1. TIG-鎢極(ji)氬弧焊(han);MIG-熔化極(ji)氬弧焊(han);SAW一(yi)埋弧焊(han);SMAW一(yi)焊(han)條電弧焊(han):FCAW一(yi)藥芯焊(han)絲電弧焊(han)。
2. 填(tian)充金屬牌號(hao)后的符(fu)號(hao):1焊(han)(han)(han)絲;1R鈦型(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao);1B堿性焊(han)(han)(han)條(tiao);1T藥芯焊(han)(han)(han)絲。
四、焊(han)接裂紋敏感性(xing)
近年一(yi)些學者作出不(bu)銹鋼的(de)熔(rong)合(he)區凝固裂紋敏感(gan)性與Crea/Nicg比值為(wei)1.5~2.0時,裂紋總長度最(zui)小(xiao)的(de)結論,也就(jiu)是說當焊縫金屬(shu)處于兩相凝固區時,對凝固裂紋最(zui)不(bu)敏感(gan)。

