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，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。

 焊接過程的物理本質(zhì)為兩種或兩種以上同種或異種材料通過原子或分子之間的結(jié)合和擴(kuò)散連接成一體的工藝過程；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。一般來說，雙相不銹鋼管在焊接過程中熱影響區(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，能量過小的情況下，奧氏體將難以析出，導(dǎo)致鐵素體含量過多；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)要避免使用過小的線能量，尤其是在打底焊和返修焊時(shí)要防止過高的焊接速度。

 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)，因此焊接過程中要防止線能量過大現(xiàn)象。

五、在焊接過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。