雙相不銹(xiu)鋼焊接的(de)一般(ban)準則主要(yao)有以下幾點:


1. 焊材的要求


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


   在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)態下(xia)使用的焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)結構,其焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬與(yu)母材相(xiang)比應是(shi)(shi)合金(jin)元素(su)鎳含量較(jiao)高(gao)的。這是(shi)(shi)為了保證合適的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)和奧(ao)氏體(ti)(ti)的相(xiang)比例。這一純焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬在(zai)(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)態下(xia),必須有這樣的成(cheng)分,即(ji)能在(zai)(zai)結晶后(hou)(hou)直接(jie)(jie)均勻地形成(cheng)以奧(ao)氏體(ti)(ti)為主(zhu)(30%~70%)的并含有鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)的雙相(xiang)組織。當(dang)焊(han)(han)(han)(han)(han)件可(ke)在(zai)(zai)1050~1100℃溫度下(xia)退(tui)火時,應該選擇與(yu)母材成(cheng)分(Ni=5.5%~7.0%)相(xiang)當(dang)的焊(han)(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬。在(zai)(zai)這種焊(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)工藝(yi)中,焊(han)(han)(han)(han)(han)后(hou)(hou)占主(zhu)要的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)基體(ti)(ti)轉變形成(cheng)了平衡(heng)的鐵(tie)(tie)素(su)體(ti)(ti)/奧(ao)氏體(ti)(ti)組織。


  焊接雙(shuang)相不銹鋼超級雙(shuang)相不銹鋼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(yong)填充焊(han)絲和其(qi)他焊(han)接方法(GTAW、GMAW、SAW)熔敷的焊(han)縫金(jin)屬與焊(han)絲有類(lei)似(si)的化學成分。


保護(hu)(hu)氣體(ti)適用于各種氣體(ti)保護(hu)(hu)焊方法(見(jian)表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。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(qi)損失。


2. 焊接(jie)方法選擇


焊(han)(han)(han)接方法根據(ju)焊(han)(han)(han)件結構厚度及相關條件的經濟性,可以采用下述焊(han)(han)(han)接方法:①. 手工焊(han)(han)(han)(SMAW); ②. 氣體(ti)保護鎢極(ji)電弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(GTAW); ③. 氣體(ti)保護金(jin)屬(shu)(熔(rong)化)極(ji)電弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(GMAW);④. 藥(yao)芯焊(han)(han)(han)絲電弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(FCAW); ⑤. 埋弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(SAW); ⑥. 等(deng)離(li)子電弧(hu)(hu)(hu)焊(han)(han)(han)(PAW)。


對于不銹鋼管焊接,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(dui)于(yu)鑄(zhu)件和(he)其他結構件的(de)修(xiu)復焊接(jie),通常選用(yong)SMAW(MMA),PAW 應用(yong)于(yu)薄斷面構件的(de)焊接(jie)和(he)直管(guan)焊縫根(gen)部的(de)焊接(jie)。


在(zai)(zai)焊件上均(jun)應(ying)該填加(jia)(jia)焊絲(條),包括焊根。如(ru)果不填加(jia)(jia)焊材進行焊接,則必須在(zai)(zai)焊后進行固溶處理。


3. 焊接熱輸入的(de)確(que)定


  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(tou)設計


  雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)接頭設(she)計(ji)必(bi)須有(you)助于(yu)完(wan)全焊透并避免在凝固的(de)焊縫金屬中存在未熔合(he)的(de)母(mu)材。與奧氏體(ti)鋼(gang)(gang)不(bu)同(tong)的(de)是焊接雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)時,坡口根部間(jian)隙、坡口角度均略大于(yu)奧氏體(ti)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)。并且坡口最(zui)好采用切削加(jia)工而不(bu)用砂輪打磨(mo),以使焊接區厚度或間(jian)隙均勻(yun)。必(bi)須打磨(mo)時,應特別注意坡口及其配合(he)的(de)均勻(yun)性。雙相不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)一些接頭設(she)計(ji)如表2-18所示(shi)。


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5. 預熱和層(ceng)間溫度


  除了在(zai)大(da)拘束(shu)度(du)下可(ke)能(neng)引起(qi)高(gao)鐵素體(ti)組(zu)織(焊縫、熱影響區)開(kai)裂(氫致裂紋)之外(wai),雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)不(bu)(bu)(bu)需要預熱。對于(yu)大(da)拘束(shu)度(du)焊件推(tui)薦(jian)預熱到(dao)150℃.對于(yu)23%Cr無Mo雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和22%Cr雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),層間溫度(du)不(bu)(bu)(bu)應(ying)該超(chao)過200℃.對25%Cr雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)和超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),層間溫度(du)不(bu)(bu)(bu)應(ying)超(chao)過150℃,為了獲得最(zui)佳的焊縫金屬性能(neng),超(chao)級雙(shuang)(shuang)相(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)推(tui)薦(jian)使用的最(zui)高(gao)預熱溫度(du)為100℃.在(zai)采用焊后固溶處(chu)理的情(qing)況下,不(bu)(bu)(bu)要求限制層間溫度(du)。


6. 焊后處理


  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(he)鈍化


  焊(han)前(qian)、焊(han)后的表面清理(li)及(ji)焊(han)縫附近(jin)的酸洗鈍化(hua)處理(li)可采用標準不(bu)銹鋼的清理(li)作業(ye)。