至德鋼業(yè)雙相不銹鋼管焊接性能分析

 浙江至德鋼業(yè)有限公司首先對(duì)雙相不銹鋼管特性進(jìn)行概述，隨后對(duì)雙相不銹鋼管焊接性能進(jìn)行分析，包括焊接性能、物理本質(zhì)、焊接工藝、焊接參數(shù)等，并探究雙相不銹鋼管焊接性能影響因素，以期為焊接工藝提供參考借鑒。隨著我國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量與材料標(biāo)準(zhǔn)也越發(fā)受到企業(yè)的關(guān)注，在機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，不銹鋼材料的使用比例不斷上升，因?yàn)閷?shí)際情況表明，大多數(shù)機(jī)械設(shè)備或者零部件的失效都不是由于材料的物理性與化學(xué)性不能滿(mǎn)足需求，而是設(shè)備與零部件本身在長(zhǎng)期的大氣與酸堿性環(huán)境工作下受到嚴(yán)重腐蝕所導(dǎo)致的，所以不銹鋼材料的特性顯露出來(lái)，尤其是雙相不銹鋼管材料，具有良好的抗腐蝕性能，明顯優(yōu)于奧氏體不銹鋼。因此，對(duì)雙相不銹鋼管焊接性能研究具有重要意義。

一、雙相不銹鋼管的焊接性能與物理本質(zhì)

 通過(guò)對(duì)鐵素體與奧氏體兩項(xiàng)體系性能的結(jié)合，雙相不銹鋼管擁有良好的可焊性，同時(shí)規(guī)避了兩相焊接中存在的缺陷，極大提高了焊接性能。

 焊接過(guò)程的物理本質(zhì)為兩種或兩種以上同種或異種材料通過(guò)原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體的工藝過(guò)程；焊接是促使原子和分子之間產(chǎn)生結(jié)合和擴(kuò)散的方法是加熱。

二、雙相不銹鋼管焊接工藝分析

 焊接工藝對(duì)雙相不銹鋼管的生產(chǎn)與推廣起到重要作用，在當(dāng)代完善的焊接技術(shù)工藝下，確保參數(shù)與材料選擇合適的情況下，對(duì)雙相不銹鋼管采用電弧焊接法完全能夠滿(mǎn)足雙相不銹鋼管的焊接性能要求。常用的焊接法有電弧焊、埋弧自動(dòng)焊以及非熔化極惰性氣體保護(hù)焊等。隨著新型技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)焊接方法，雙相不銹鋼管焊接工藝性能得到進(jìn)一步提升，例如電子束焊接與激光焊接法，通過(guò)高密度的熱能量進(jìn)行高效的焊接作業(yè)，并且具有較快的冷卻速度，避免了金屬間相的析出，從而在雙相不銹鋼管焊接工藝中得到了普遍的推廣。然而，過(guò)快的冷卻速度回造成奧氏體的轉(zhuǎn)變不夠充分，使得微觀組織中形成大量鐵素體，所以在實(shí)際的焊接工藝中，應(yīng)當(dāng)注意進(jìn)行焊后熱處理，促進(jìn)奧氏體轉(zhuǎn)變，提高接頭沖擊韌性與耐腐蝕性。

三、雙相不銹鋼管的焊接特性

  雙相不銹鋼管的焊接特性主要受到熱影響區(qū)的影響，在進(jìn)行焊接時(shí)，由于熱循環(huán)的作用，使得在焊接冷卻之后往往會(huì)增加腐蝕傾向，主要是因?yàn)殍F素體的含量過(guò)多。

  雙相不銹鋼管的焊接質(zhì)量影響因素主要有以下幾點(diǎn)：含氮量影響、熱輸入影響、氫脆裂紋影響、應(yīng)力腐蝕影響、點(diǎn)蝕影響等。一般來(lái)說(shuō)，雙相不銹鋼管在焊接過(guò)程中熱影響區(qū)的ω(N)并不會(huì)發(fā)生變化，其焊接性能的主要影響在于熱輸入，研究表明，熱輸入過(guò)大的情況下，熱影響范圍變大，進(jìn)而導(dǎo)致金相組織出現(xiàn)紊亂現(xiàn)象，焊接接頭便會(huì)出現(xiàn)塑性指標(biāo)下降的情況；而如果熱輸入過(guò)小，又會(huì)造成組織產(chǎn)生裂紋，進(jìn)而降低韌性。此外，點(diǎn)蝕對(duì)雙相不銹鋼管焊接性能也具有一定影響，對(duì)焊接線能量的合理控制是對(duì)焊接質(zhì)量的重要保障，能量過(guò)小的情況下，奧氏體將難以析出，導(dǎo)致鐵素體含量過(guò)多；能量較小的情況下又會(huì)出現(xiàn)有害相的析出。

四、雙相不銹鋼管焊接的關(guān)鍵控制點(diǎn)

 ①. 打底電流不能太小，防止二次奧氏體和鐵素體含量超標(biāo)。

 ②. 在焊材和保護(hù)氣體的選型上，應(yīng)考慮氮的補(bǔ)充，如氮過(guò)少，則焊縫區(qū)的奧氏體機(jī)比減少，鐵素體相偏高，這樣焊縫沖擊性下降，耐腐蝕減弱。相反，如氮過(guò)多，會(huì)產(chǎn)生氣孔，焊縫沖擊性也會(huì)下降。所以焊縫金屬中含氮控制在0.13-0.20%較合適，0.15-0.18%最好。氣體一般采用97% Ar+3%N2較合適。

 ③. 層間溫度保持小于150℃，盡量用用小規(guī)格焊接。

 ④. 焊接采用多層多道法施焊，是保證焊縫較高沖擊性、耐腐蝕性有效方法。

 ⑤. 焊接線能量對(duì)焊縫的耐蝕性和韌性有較大的影響，在過(guò)小的線能量下，焊接接頭耐蝕性和韌性較差，焊接時(shí)要避免使用過(guò)小的線能量，尤其是在打底焊和返修焊時(shí)要防止過(guò)高的焊接速度。

 ⑥. 在一定的線能量范圍，隨著線能量的增加，接頭的韌性增加，但接頭的腐蝕速度有升高的趨勢(shì)，因此焊接過(guò)程中要防止線能量過(guò)大現(xiàn)象。

五、在焊接過(guò)程中采用的坡口焊接參數(shù)

 焊道的加工要求：坡口一般選用機(jī)械加工，坡口型式選用V型，坡口角度在60±5°，鈍邊一般在1.5～2.5mm，組對(duì)間隙2～3mm，焊道表面需處理干凈。

 焊接打底：選用的焊材規(guī)格宜為φ2.4焊絲，氣體一般采用97% Ar+3%氮?dú)廨^合適，焊接電流80-100 A，焊接電壓10-12V，焊接速度5-8mm/min。背保氣體采用N2，流量10-20L/min。焊接填充選用φ3.2的焊條電焊填充；焊接電流85-115 A；焊接電壓21-23V；焊接速度5-8mm/min；焊接蓋面選用φ4.0的焊條電焊填充，焊接電流115-140 A，焊接電壓21-28V，焊接速度5-15mm/min。