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 雙相不銹鋼管(guan) ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊(han)接方法的選擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙相(xiang)不銹鋼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(han)接材(cai)料的選擇
對焊后直接使用的雙相不銹鋼管(guan)，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YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌(pai)號(hao)。
3. 焊接參數的選(xuan)擇
采用60°V形坡口，鈍邊1.0mm，間隙3.0mm。焊接(jie)時，不(bu)需(xu)要(yao)對管(guan)件(jian)進行(xing)預(yu)熱(re)(re)，但應嚴格控制(zhi)層(ceng)(ceng)間溫(wen)度(du)和(he)熱(re)(re)輸入。熱(re)(re)輸入在5～15kJ／cm范圍內，層(ceng)(ceng)間溫(wen)度(du)差，小于150℃。施(shi)焊過程(cheng)選(xuan)擇多道(dao)焊，因為(wei)后續焊道(dao)對前道(dao)焊縫有熱(re)(re)處理作用，能使焊縫金屬中鐵素體(ti)進一步(bu)轉變為(wei)奧氏(shi)體(ti)，同(tong)時熱(re)(re)影區(qu)中的奧氏(shi)體(ti)數(shu)(shu)量也(ye)會增多，從(cong)而使整(zheng)個焊接(jie)接(jie)頭的組織和(he)性能得到改善。焊接(jie)參數(shu)(shu)見(jian)表4-35。
4. 焊接接頭性能的評估
a. 焊接接頭(tou)力(li)學(xue)性(xing)能
焊(han)接(jie)接(jie)頭各(ge)項力學性能均(jun)良好，所有(you)硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)均(jun)小于(yu)275HV，10,且焊(han)接(jie)接(jie)頭的硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)變化與雙(shuang)相組織的比(bi)例(li)有(you)關，在(zai)熔合(he)線和熱影區(qu)高溫段以(yi)粗大鐵素體為主(zhu)，硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)最高為275HV10。而后基本上隨著奧(ao)氏體比(bi)例(li)的增加，硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)值逐步下降，直至到母(mu)材硬(ying)(ying)度(du)(du)(du)(du)在(zai)240～260HV1。范圍內(nei)。
b. 金相(xiang)(xiang)組(zu)織與相(xiang)(xiang)比(bi)例
根部焊縫(feng)(feng)組織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例為(wei)50％～70％，熱影響區組織(zhi)(zhi)中(zhong)(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)為(wei)20％～45％。與根部和填充焊道相(xiang)(xiang)比(bi)，蓋(gai)面(mian)焊焊縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例有所減(jian)少，這是因為(wei)蓋(gai)面(mian)焊道沒有經歷后(hou)熱過(guo)程，焊后(hou)冷卻速度相(xiang)(xiang)對快些，因此，蓋(gai)面(mian)焊縫(feng)(feng)和熱影區中(zhong)(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)氏(shi)體(ti)(ti)相(xiang)(xiang)比(bi)例偏低。蓋(gai)面(mian)焊縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)(zhong)組織(zhi)(zhi)晶粒粗(cu)大，并呈羽毛狀分布。
c. 焊(han)接接頭耐應力腐蝕
采用恒變形U形彎曲試(shi)樣，按GB／T 17898-1999進行(xing)。定期用10倍放(fang)大鏡觀察試(shi)樣裂紋(wen)情況，試(shi)驗表(biao)明，兩周未出現裂紋(wen)。
d. 焊(han)接(jie)接(jie)頭耐晶間(jian)腐(fu)蝕
采用氟化鈉-硝(xiao)酸法（按(an)GB 1223-1975標準配制試驗溶液）進行試驗，腐蝕3h后取出(chu)試樣，用φ5mm的壓頭將試樣彎曲，在10倍放大(da)鏡下觀察彎曲面(mian)，打(da)底(di)焊焊道(dao)表面(mian)均未(wei)出(chu)現任何裂(lie)紋。
浙(zhe)江(jiang)至德鋼(gang)業有(you)限(xian)公司(si)通過焊接(jie)(jie)工藝評定證明(ming)，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼(gang)鋼(gang)管(guan)焊接(jie)(jie)性能良好(hao)，可直接(jie)(jie)在氣田和石油(you)天然氣管(guan)路焊接(jie)(jie)中應(ying)用。
