雙相不銹鋼的焊接特點(diǎn)和焊材選用

因?yàn)?a href="http://lyuxin.com/timemodel/secondctg/2013-10-26/3147520/1.html" target="_blank">雙相不銹鋼是同時(shí)有奧氏體和鐵素體雙相組織，且這兩相組織的含量占比也基本相當(dāng)，所以該鋼種兼具奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點(diǎn)。其屈服強(qiáng)度可達(dá)400Mpa~550MPa，2倍于普通奧氏體不銹鋼。相比于鐵素體不銹鋼，雙相不銹鋼的韌性較高，脆性轉(zhuǎn)變溫度低，耐晶間腐蝕性能和焊接性能的提高都非常明顯；并且還保留有鐵素體不銹鋼的部分特點(diǎn)，比如475℃脆性、熱導(dǎo)率高、線膨脹系數(shù)小，有著超塑性及磁性等。和奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的強(qiáng)度更高，尤其是屈服強(qiáng)度明顯要高，另外其耐孔蝕性、耐應(yīng)力腐蝕、耐腐蝕疲勞等性能的改善也很明顯。

雙相不銹鋼的焊接特點(diǎn)

1、雙相不銹鋼的焊接特性良好，它既不像鐵素體不銹鋼焊接時(shí)熱影響區(qū)易脆化，也不像奧氏體不銹鋼易產(chǎn)生焊接熱裂紋，但因?yàn)槠浜写罅康蔫F素體成分，所以當(dāng)剛性較大或焊縫含氫量較高時(shí)，就有可能產(chǎn)生氫致冷裂紋，因此要注意嚴(yán)格控制氫的來(lái)源。

2、為保證雙相鋼的特點(diǎn)，確保焊接接頭的組織中奧氏體及鐵素體比例合適就是此類(lèi)不銹鋼焊接材料的重點(diǎn)。當(dāng)焊后接頭冷卻速度較慢時(shí)，δ→γ的二次相變化較充分，所以到室溫時(shí)可得到相比例比較合適的雙相組織，這就要求在焊接時(shí)要有適當(dāng)大的焊接熱輸入量，而如果焊后冷卻速度較快時(shí)，會(huì)導(dǎo)致δ鐵素體相增多，這會(huì)嚴(yán)重降低接頭塑韌性和耐腐蝕性能。

雙相不銹鋼焊材選用

雙相不銹鋼使用的焊材，特點(diǎn)是焊縫組織為奧氏體占優(yōu)的雙相組織，主要耐腐蝕元素(鉻、鉬等)含量要和母材差不多，這才會(huì)保證耐腐蝕性能和母材相當(dāng)。為了保證焊縫中奧氏體的含量，一般是提高鎳和氮的含量，也就是提高大概2％~4％的鎳當(dāng)量。在雙相不銹鋼母材中，通常都有一定量的氮含量，在焊材中也希望有一定的含氮量，但不能太高，不然會(huì)產(chǎn)生氣孔。如此一來(lái)鎳含量較高就成了焊材與母材的一個(gè)主要區(qū)別。

還可以根據(jù)耐腐蝕性、接頭韌性的要求不同來(lái)選擇與母材化學(xué)成分相匹配的焊條，比如焊接Cr22型雙相不銹鋼，可選用Cr22Ni9Mo3型焊條，如E2209焊條。采用酸性焊條時(shí)脫渣優(yōu)良，焊縫成形美觀，但沖擊韌性較低，當(dāng)要求焊縫金屬具有較高的沖擊韌性，并需進(jìn)行全位置焊接時(shí)，應(yīng)采用堿性焊條。當(dāng)根部封底焊時(shí)，通常采用堿性焊條。當(dāng)對(duì)焊縫金屬的耐腐蝕性能有特殊要求時(shí)，還應(yīng)采用超級(jí)雙相鋼成分的堿性焊條。

對(duì)于實(shí)心氣體保護(hù)焊焊絲，在保證焊縫金屬擁有較好耐腐蝕性與力學(xué)性能的時(shí)候，還要注意其焊接加工工藝性能，對(duì)于藥芯焊絲，當(dāng)要求焊縫成形美觀時(shí)，可采用金紅石型或鈦鈣型藥芯焊絲，當(dāng)要求較高的沖擊韌度或在較大的拘束度條件下焊接時(shí)，宜采用堿度較高的藥芯焊絲。

對(duì)于埋弧焊宜采用直徑較小的焊絲，實(shí)現(xiàn)中小焊接規(guī)范下的多層多道焊，以防止焊接熱影響區(qū)及焊縫金屬的脆化，并采用配套的堿性焊劑。

雙相不銹鋼的焊接要點(diǎn)

1、焊接熱過(guò)程的控制焊接線能量、層間溫度、預(yù)熱及材料厚度等都會(huì)影響焊接時(shí)的冷卻速度，從而影響到焊縫和熱影響區(qū)的組織和性能。冷卻速度太快或太慢都會(huì)影響到雙相不銹鋼焊接接頭的韌性和耐腐蝕性能。冷卻速度太快時(shí)則會(huì)引起過(guò)多的α相含量以及Cr2N的析出增加。過(guò)慢的冷卻速度會(huì)引起晶粒嚴(yán)重粗大，甚至有可能析出一些脆性的金屬間化合物，如σ相。表1列出了一些推薦的焊接線能量和層間溫度的范圍。在選擇線能量時(shí)還應(yīng)考慮到具體的材料厚度，表中線能量的上限適合于厚板，下限適合于薄板。在焊接合金含量高的ω(Cr)為25%的雙相鋼和超級(jí)不銹鋼時(shí)，為獲得*佳的焊縫金屬性能，建議*高層間溫度控制在100℃。當(dāng)焊后要求熱處理時(shí)可以不限制層間溫度。

2、焊后熱處理雙相不銹鋼焊后*好不進(jìn)行熱處理，但當(dāng)焊態(tài)下α相含量超過(guò)了要求或析出了有害相，如σ相時(shí)，可采用焊后熱處理來(lái)改善。所用的熱處理方法是水淬。熱處理時(shí)加熱應(yīng)盡可能快，在熱處理溫度下的保溫時(shí)間為5~30min，應(yīng)該足以恢復(fù)相的平衡。在熱處理時(shí)金屬的氧化非常嚴(yán)重，應(yīng)考慮采用惰性氣體保護(hù)。對(duì)于ω(Cr)為22%的雙相鋼應(yīng)在1050℃~1100℃溫度下進(jìn)行熱處理，而ω(Cr)為25%的雙相鋼和超級(jí)雙相鋼要求在1070℃~1120℃溫度下進(jìn)行熱處理。