雙相不銹鋼的焊接

 雙相(xiang)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼由(you)于(yu)具(ju)有(you)(you)奧氏體(ti)(ti)+鐵(tie)素體(ti)(ti)雙相(xiang)組(zu)織,且兩(liang)個相(xiang)組(zu)織的含(han)量(liang)基本(ben)相(xiang)當,故兼有(you)(you)奧氏體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼和鐵(tie)素體(ti)(ti)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼的特點(dian)。屈服強度可達400Mpa ~ 550MPa,是普通奧氏體不銹鋼的2倍。與鐵素體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的韌性高,脆性轉變溫度低,耐晶間腐蝕性能和焊接性能均明顯進步;同時又保存了鐵素體不銹鋼的一些特點,如475℃脆性、熱導率高、線膨脹系數小,具有超塑性及磁性等。與奧氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼的強度高,特別是屈服強度明顯進步,且耐孔蝕性、耐應力腐蝕、耐腐蝕疲憊等性能也有明顯的改善。

      雙(shuang)相不銹鋼按其(qi)(qi)化學(xue)成分(fen)(fen)分(fen)(fen)類,可分(fen)(fen)為(wei)Cr18型(xing)(xing)(xing)、Cr23(不含Mo)型(xing)(xing)(xing)、Cr22型(xing)(xing)(xing)和Cr25型(xing)(xing)(xing)四類。對于(yu)Cr25型(xing)(xing)(xing)雙(shuang)相不銹鋼又可分(fen)(fen)為(wei)普通型(xing)(xing)(xing)和超級雙(shuang)相不銹鋼,其(qi)(qi)中近(jin)年來應用(yong)較多的是(shi)Cr22型(xing)(xing)(xing)和Cr25型(xing)(xing)(xing)。我國采(cai)用(yong)的雙(shuang)相不銹鋼以瑞(rui)典產居多,具體牌號有:3RE60(Cr18型(xing)(xing)(xing)),SAF2304 (Cr23型(xing)(xing)(xing)),SAF2205 (Cr22型(xing)(xing)(xing)),SAF2507(Cr25型(xing)(xing)(xing))。

 雙(shuang)相不銹鋼(gang)的(de)焊(han)接特點(dian)

      ① 雙相不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)具(ju)有(you)良(liang)好的(de)焊接(jie)性,它既不(bu)像鐵素體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)焊接(jie)時熱影響(xiang)區(qu)易(yi)脆化,也不(bu)像奧(ao)氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)易(yi)產生焊接(jie)熱裂紋,但由(you)于它有(you)大量(liang)的(de)鐵素體,當剛性較(jiao)大或焊縫含氫量(liang)較(jiao)高時,有(you)可能產生氫致(zhi)冷裂紋,因此(ci)嚴(yan)格控(kong)制氫的(de)來(lai)源是非常(chang)重要的(de)。

      ② 為了保(bao)證雙相(xiang)鋼(gang)的(de)(de)特點,確保(bao)焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)(de)組織中奧氏(shi)體(ti)及鐵素(su)體(ti)比例合適(shi)是這類鋼(gang)焊(han)接(jie)的(de)(de)關鍵(jian)所在(zai)(zai)。當焊(han)后接(jie)頭(tou)冷卻速(su)度較(jiao)慢時(shi)(shi),δ→γ的(de)(de)二次相(xiang)變化較(jiao)充分,因此到室溫(wen)時(shi)(shi)可得到相(xiang)比例比較(jiao)合適(shi)的(de)(de)雙相(xiang)組織,這就要求(qiu)在(zai)(zai)焊(han)接(jie)時(shi)(shi)要有適(shi)當大的(de)(de)焊(han)接(jie)熱輸人量,否(fou)則若焊(han)后冷卻速(su)度較(jiao)快(kuai)時(shi)(shi),會使δ鐵素(su)體(ti)相(xiang)增(zeng)多,導致接(jie)頭(tou)塑(su)韌性及耐蝕(shi)性嚴重下降。

雙相不銹鋼焊材(cai)選用

      雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)用的焊(han)材(cai),其特(te)點是(shi)焊(han)縫(feng)組(zu)織(zhi)為奧(ao)氏體占優的雙(shuang)相組(zu)織(zhi),主要耐(nai)蝕元素(鉻(ge)、鉬等)含量(liang)(liang)與母(mu)材(cai)相當(dang),從而保(bao)(bao)證與母(mu)材(cai)相當(dang)的耐(nai)蝕性(xing)。為了保(bao)(bao)證焊(han)縫(feng)中奧(ao)氏體的含量(liang)(liang),通常是(shi)進(jin)步鎳和氮的含量(liang)(liang),也(ye)就(jiu)是(shi)進(jin)步約2% ~ 4%的鎳當(dang)量(liang)(liang)。在(zai)雙(shuang)相不(bu)(bu)銹鋼(gang)母(mu)材(cai)中,一(yi)(yi)般都有一(yi)(yi)定量(liang)(liang)的氮含量(liang)(liang),在(zai)焊(han)材(cai)中也(ye)希看有一(yi)(yi)定的含氮量(liang)(liang),但一(yi)(yi)般不(bu)(bu)宜太高(gao),否則會產生(sheng)氣孔。這(zhe)樣(yang)鎳含量(liang)(liang)較(jiao)高(gao)就(jiu)成了焊(han)材(cai)與母(mu)材(cai)的一(yi)(yi)個主要區別。

      根據(ju)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)、接(jie)(jie)頭韌(ren)(ren)性(xing)的(de)(de)要(yao)求不(bu)同來選擇與母材化(hua)學(xue)成(cheng)分相(xiang)匹配的(de)(de)焊條(tiao),如焊接(jie)(jie)Cr22型雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼,可選用(yong)Cr22Ni9Mo3型焊條(tiao),如E2209焊條(tiao)。采(cai)用(yong)酸性(xing)焊條(tiao)時(shi)脫(tuo)渣(zha)優良,焊縫(feng)成(cheng)形美(mei)觀,但沖(chong)擊韌(ren)(ren)性(xing)較低,當(dang)要(yao)求焊縫(feng)金屬(shu)具(ju)有較高的(de)(de)沖(chong)擊韌(ren)(ren)性(xing),并需進行(xing)全位置焊接(jie)(jie)時(shi),應采(cai)用(yong)堿性(xing)焊條(tiao)。當(dang)根部封(feng)底焊時(shi),通常采(cai)用(yong)堿性(xing)焊條(tiao)。當(dang)對焊縫(feng)金屬(shu)的(de)(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕性(xing)能具(ju)有特殊要(yao)求時(shi),還(huan)應采(cai)用(yong)超級雙相(xiang)鋼成(cheng)分的(de)(de)堿性(xing)焊條(tiao)。

      對(dui)于實心氣體保(bao)護焊焊絲,在保(bao)證焊縫(feng)金(jin)屬具有良好耐腐蝕性與力(li)學性能(neng)的(de)(de)同時,還應留(liu)意其(qi)焊接工藝性能(neng),對(dui)于藥芯焊絲,當要求焊縫(feng)成形(xing)美觀時,可采用金(jin)紅石型或鈦(tai)鈣型藥芯焊絲,當要求較(jiao)(jiao)高的(de)(de)沖擊韌度(du)或在較(jiao)(jiao)大的(de)(de)拘束度(du)條件下焊接時,宜(yi)采用堿度(du)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)藥芯焊絲。

      對于埋弧焊(han)(han)宜采用(yong)直徑較小(xiao)的焊(han)(han)絲,實現中小(xiao)焊(han)(han)接(jie)規范下的多層多道(dao)焊(han)(han),以防止焊(han)(han)接(jie)熱(re)影響(xiang)區及焊(han)(han)縫(feng)金(jin)屬的脆化,并采用(yong)配套的堿(jian)性(xing)焊(han)(han)劑(ji)。

 雙相不銹鋼的焊接要點

      ① 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)熱(re)過程(cheng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)控制 焊(han)(han)(han)(han)接(jie)線(xian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)、層(ceng)間溫(wen)度(du)(du)、預熱(re)及材料厚(hou)度(du)(du)等都會(hui)(hui)影響(xiang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)(que)速(su)度(du)(du),從而(er)影響(xiang)到(dao)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)和熱(re)影響(xiang)區的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組(zu)織和性(xing)能(neng)(neng)。冷卻(que)(que)速(su)度(du)(du)太(tai)快(kuai)和太(tai)慢都會(hui)(hui)影響(xiang)到(dao)雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)韌性(xing)和耐(nai)腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)。冷卻(que)(que)速(su)度(du)(du)太(tai)快(kuai)時(shi)會(hui)(hui)引起(qi)(qi)過多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)α相(xiang)含(han)量(liang)(liang)以及Cr2N的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)析出增加。過慢的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷卻(que)(que)速(su)度(du)(du)會(hui)(hui)引起(qi)(qi)晶(jing)粒嚴(yan)重粗大,甚(shen)至有可(ke)能(neng)(neng)析出一些脆性(xing)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)金(jin)(jin)屬間化合(he)物,如σ相(xiang)。表1列(lie)出了一些推薦的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)線(xian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)和層(ceng)間溫(wen)度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)范圍。在選擇線(xian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)時(shi)還應考慮到(dao)具體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)材料厚(hou)度(du)(du),表中線(xian)能(neng)(neng)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)上限適合(he)于(yu)厚(hou)板(ban),下限適合(he)于(yu)薄(bo)板(ban)。在焊(han)(han)(han)(han)接(jie)合(he)金(jin)(jin)含(han)量(liang)(liang)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)ω(Cr)為(wei)25 % 的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)雙(shuang)相(xiang)鋼(gang)和超級不(bu)銹鋼(gang)時(shi),為(wei)獲得最佳的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬性(xing)能(neng)(neng),建(jian)議最高(gao)層(ceng)間溫(wen)度(du)(du)控制在100℃。當焊(han)(han)(han)(han)后要求熱(re)處理時(shi)可(ke)以不(bu)限制層(ceng)間溫(wen)度(du)(du)。

      ② 焊后(hou)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li) 雙(shuang)(shuang)相不(bu)銹鋼(gang)焊后(hou)最好不(bu)進行(xing)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li),但當焊態下(xia)α相含量超(chao)過了(le)要求或析出了(le)有(you)害相,如σ相時(shi),可(ke)采(cai)用(yong)焊后(hou)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)來改(gai)善。所用(yong)的(de)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)方法是(shi)水(shui)淬。熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)時(shi)加熱(re)(re)應(ying)盡可(ke)能快,在熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)溫(wen)度下(xia)的(de)保(bao)(bao)溫(wen)時(shi)間為(wei)5 ~ 30min,應(ying)該(gai)足(zu)以恢(hui)復相的(de)平衡。在熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)時(shi)金屬(shu)的(de)氧化非常嚴(yan)重,應(ying)考(kao)慮(lv)采(cai)用(yong)惰性氣體保(bao)(bao)護。對于ω(Cr)為(wei)22 % 的(de)雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)應(ying)在1050℃ ~ 1100℃溫(wen)度下(xia)進行(xing)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li),而ω(Cr)為(wei)25 % 的(de)雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)和超(chao)級雙(shuang)(shuang)相鋼(gang)要求在1070℃ ~ 1120℃溫(wen)度下(xia)進行(xing)熱(re)(re)處(chu)(chu)理(li)(li)(li)。

 

 

 

來源：網絡

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