1. 焊接方法的選擇(ze)
由于雙(shuang)相不銹鋼自身的冶金特點,在選擇焊接方法上應注意以下幾點。
①. 焊接線能量(liang)和(he)層間溫度
過(guo)低的(de)焊(han)接線能量(liang)(liang)會(hui)使奧氏體(ti)轉(zhuan)變(bian)量(liang)(liang)減少(shao),甚至于(yu)會(hui)抑制焊(han)后冷卻過(guo)程的(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)向奧氏體(ti)的(de)轉(zhuan)變(bian),而(er)得到單(dan)相(xiang)鐵(tie)(tie)素體(ti)組(zu)織,使其(qi)失去雙相(xiang)不銹(xiu)鋼的(de)特點,使用性(xing)能大大降低。因此,激光焊(han)、電子束焊(han)和等(deng)離(li)子焊(han)等(deng)高能束焊(han)不適于(yu)焊(han)接雙相(xiang)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼。過(guo)高的(de)焊(han)接線能量(liang)(liang)會(hui)使金(jin)屬及熱影響(xiang)區(qu)過(guo)熱區(qu)的(de)晶(jing)粒粗大,韌性(xing)降低。SMAW、TIG、MIG可用來焊(han)接雙相(xiang)不銹(xiu)鋼。
為了獲得雙相不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接接頭的最佳性能,除合理地選用焊接材料外、還必須選擇最佳的焊接線能量和層間溫度,通常將焊縫金屬的奧氏體含量控制在60%~70%。表3-43給出了三種典型的雙相不銹鋼推薦的最佳的焊接線能量和層間溫度。

表3-43 三種典(dian)型的雙相(xiang)不銹鋼推薦的最佳的焊(han)接線能量和層間(jian)溫度鋼的牌號(hao)
②. 適宜(yi)采(cai)用多層焊,多道次,低(di)熔(rong)合(he)比
③. 避免使(shi)用焊后熱(re)處(chu)理
因為焊后(hou)熱處(chu)理存在諸多困難,生產上(shang)難以實現。固溶(rong)處(chu)理的(de)溫(wen)度太高(1000~1050℃),生產上(shang)很難實現。另外,中溫(wen)處(chu)理會導致脆化相析出,韌性和耐腐蝕性降低。
2. 雙相不銹鋼常用的焊接(jie)方法(fa)
焊接雙相(xiang)不銹鋼常用的方法(fa)是(shi)焊條(tiao)電弧焊(SMAW)、埋(mai)弧焊(SAW)、鎢極惰性(xing)氣(qi)體保護焊(TIG)及熔化極惰性(xing)氣(qi)體保護焊(MIG)等。
①. 焊條電弧焊
焊(han)(han)(han)條(tiao)電(dian)弧焊(han)(han)(han)適用(yong)于全位(wei)置焊(han)(han)(han)接。對(dui)(dui)(dui)于雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)而言,鈦(tai)型(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)比堿性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)的焊(han)(han)(han)接工藝性(xing)(xing)好,尤其是脫渣性(xing)(xing)能(neng)好,這一點(dian)對(dui)(dui)(dui)多層焊(han)(han)(han)很(hen)重(zhong)要,可(ke)以(yi)提高效率和避免(mian)夾渣。但是,鈦(tai)型(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)比堿性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)得到的焊(han)(han)(han)縫(feng)金屬的韌(ren)性(xing)(xing)較差(cha)。所以(yi),對(dui)(dui)(dui)于焊(han)(han)(han)件有(you)低溫性(xing)(xing)能(neng)要求時(shi)應采用(yong)堿性(xing)(xing)焊(han)(han)(han)條(tiao)。
②. 鎢極惰性氣體(ti)保護焊
鎢極惰性(xing)氣體保護焊(han)(han)(han)常用(yong)于根(gen)部(bu)焊(han)(han)(han)道(dao)的焊(han)(han)(han)接或(huo)自(zi)動焊(han)(han)(han)接,也常用(yong)于薄板或(huo)管板接頭的焊(han)(han)(han)接。TIG焊(han)(han)(han)能夠保證焊(han)(han)(han)件(jian)有良好(hao)的力學(xue)性(xing)能,特別是(shi)低(di)溫韌性(xing)。一般TIG焊(han)(han)(han)的熔敷效率較低(di),即使自(zi)動焊(han)(han)(han)也如此。
焊時應使用(yong)純Ar或Ar+2%N2作(zuo)為保(bao)(bao)護氣(qi)體。但V形坡口(kou)根部焊接且雙面(mian)成形時,背面(mian)需(xu)用(yong)保(bao)(bao)護氣(qi)體保(bao)(bao)護,且用(yong)Ar+5%N2作(zuo)為保(bao)(bao)護氣(qi)體,因為焊縫表面(mian)容(rong)易失氮。
應當(dang)(dang)(dang)推(tui)薦使用Ar+N,混合(he)氣(qi)體(ti)作為雙相(xiang)不銹鋼TIG焊(han)(han)的(de)(de)保(bao)(bao)(bao)護氣(qi)體(ti)。因為為了保(bao)(bao)(bao)證雙相(xiang)不銹鋼焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中奧氏體(ti)占(zhan)優(you)勢,焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)的(de)(de)鉻當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)/鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)之(zhi)比應比母材小。若(ruo)使用Ar+N,混合(he)氣(qi)體(ti),則可使焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)增(zeng)N,N是強奧氏體(ti)形(xing)成元(yuan)素,焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)增(zeng)N就等(deng)于增(zeng)大了鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang),間接地達到(dao)了使鉻當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)/鎳(nie)當(dang)(dang)(dang)量(liang)(liang)之(zhi)比變小的(de)(de)目的(de)(de)。實踐證明,在(zai)保(bao)(bao)(bao)護氣(qi)中加氮氣(qi)后,焊(han)(han)縫(feng)金(jin)(jin)屬(shu)中的(de)(de)N含(han)量(liang)(liang)和奧氏體(ti)含(han)量(liang)(liang)都增(zeng)加了,見表3-44.
表3-44 保護(hu)氣體(ti)中N2含(han)量對(dui)焊(han)縫(feng)金屬中的N含(han)量和奧氏體(ti)含(han)量的影響(xiang)

③. 埋(mai)弧焊
埋弧焊(han)可以用于雙相不銹鋼厚板的焊接,埋弧焊的問題是熔合比比較大,可以通過調整坡口形式、正確地選擇焊接線能量以及層間溫度,對熔合比加以控制。厚壁件的焊接,前幾道由于熔合比比較大,焊縫金屬鐵素體含量可能太大,加之冷卻速度慢,晶粒粗大,有可能使焊縫金屬和焊接熱影響區發生脆化。這一點可以用調整焊接材料,即前幾道熔合比較大時,采用鎳當量大的焊接材料。
3. 多層焊和(he)工藝焊縫
如前所述(shu),采用(yong)(yong)SMAW法進行多層焊(han)時,由于(yu)(yu)后道(dao)焊(han)縫對前道(dao)焊(han)縫的熱(re)處理作用(yong)(yong),焊(han)縫金屬中的鐵素體(ti)會(hui)進一步轉變成(cheng)奧(ao)氏體(ti),成(cheng)為(wei)以奧(ao)氏體(ti)占優勢的兩相組織(zhi);毗鄰焊(han)縫的焊(han)接熱(re)影響區組織(zhi)中的奧(ao)氏體(ti)含量也(ye)會(hui)由于(yu)(yu)多次加(jia)熱(re)而增多,從而使(shi)整個焊(han)接接頭的組織(zhi)和性能顯著改善。但是(shi),若是(shi)多次加(jia)熱(re)到中溫區,引起(qi)脆(cui)性相析出,也(ye)可(ke)能發生脆(cui)化(hua)。
由于上述原因,可以在焊完之后再(zai)熔敷一道(dao)工(gong)藝焊縫(feng),以便(bian)對最(zui)后一道(dao)焊縫(feng)及(ji)其焊接熱影響區(qu)進行一次熱處理(li),以利于改善組織(zhi)和(he)提供性(xing)能。工(gong)藝焊縫(feng)最(zui)后可以經過加工(gong)去除。

