雙相不銹鋼管焊接的主要問題是“使用焊接性”,因為雙(shuang)相不銹鋼管對焊接熱裂紋、冷裂紋不敏感。但經過焊接之后,熱影響區(HAZ)緊鄰熔合線的部分,鐵素體晶粒急劇長大。奧氏體消失,形成單相鐵素體組織,塑性和韌性極低;再加上早期的雙相不銹鋼管碳含量較高,因而在粗大的鐵素體晶界容易析出碳化物,導致耐應力腐蝕、點腐蝕(shi)和晶間腐蝕(shi)性能下降。
1. 雙相不銹鋼管焊縫相的(鐵素體相與奧氏體相)比例
焊(han)縫在焊(han)后(hou)自(zi)然冷卻條件下,由于相(xiang)對于母材,熔池體積很小,其(qi)冷卻速度很快,熔化(hua)的焊(han)縫金屬(shu)沿著(zhu)熱傳導方向(xiang),向(xiang)焊(han)縫中(zhong)心呈柱狀、樹枝狀結(jie)晶。這時結(jie)晶方向(xiang)性(xing)很明(ming)顯,并(bing)發生合(he)金元素的偏(pian)析,組(zu)(zu)織(zhi)不穩定,在隨后(hou)的冷卻過(guo)程中(zhong),容(rong)易發生組(zu)(zu)織(zhi)轉(zhuan)變(bian)和(he)(he)析出金屬(shu)間相(xiang)。如(ru)前所述,雙(shuang)相(xiang)和(he)(he)超級(ji)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼管焊(han)后(hou)直接使(shi)用(不進行(xing)焊(han)后(hou)固溶(rong)熱處理),配套(tao)焊(han)材其(qi)鎳(nie)含量(liang)比(bi)母材高(gao)約2%,故其(qi)焊(han)縫組(zu)(zu)織(zhi)的奧氏體含量(liang)比(bi)母材的高(gao)(為60%~70%)。
在(zai)正常的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數和焊(han)(han)(han)后自然(ran)冷(leng)(leng)卻(que)條件下,配套的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)材的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬可(ke)以(yi)達(da)到要求(qiu)的(de)(de)(de)(de)相比例(li)(FN=30%~70%),焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)(de)力學性能(neng)、耐(nai)腐蝕(shi)性能(neng)可(ke)以(yi)適應雙(shuang)相鋼的(de)(de)(de)(de)要求(qiu);但是當(dang)采(cai)用的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸(shu)入較小或(huo)焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)截面(mian)厚,焊(han)(han)(han)后冷(leng)(leng)卻(que)速度較快(kuai),焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體的(de)(de)(de)(de)轉變來不及(ji)充分進(jin)行(xing),那么焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體可(ke)能(neng)會(hui)超過(guo)(guo)70%。另(ling)一方面(mian),熱(re)(re)(re)輸(shu)入過(guo)(guo)大或(huo)者填充的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材料較少(shao),就可(ke)能(neng)加大母材的(de)(de)(de)(de)(熔化(hua))稀釋作用,從而降(jiang)低焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)金(jin)屬的(de)(de)(de)(de)鎳含量(liang)(liang),同(tong)樣(yang)會(hui)使焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體量(liang)(liang)增高,出現鐵(tie)素(su)(su)(su)體量(liang)(liang)過(guo)(guo)高的(de)(de)(de)(de)現象。較高的(de)(de)(de)(de)鐵(tie)素(su)(su)(su)體通(tong)(tong)常表現為(wei)(wei),低韌性和耐(nai)腐蝕(shi)性欠(qian)佳。在(zai)焊(han)(han)(han)后自然(ran)冷(leng)(leng)卻(que)狀(zhuang)態下,如不能(neng)防止焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)中(zhong)(zhong)高鐵(tie)素(su)(su)(su)體含量(liang)(liang)時,通(tong)(tong)常采(cai)取(qu)固(gu)溶(1050~1100℃)退火處(chu)理(li),使焊(han)(han)(han)縫(feng)(feng)像母材一樣(yang),通(tong)(tong)過(guo)(guo)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)達(da)到較為(wei)(wei)理(li)想的(de)(de)(de)(de)相比例(li)。所以(yi)焊(han)(han)(han)接(jie)雙(shuang)相不銹(xiu)鋼管,預(yu)先一定要根據板厚和焊(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)選擇合適的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)熱(re)(re)(re)輸(shu)入,以(yi)及(ji)確定焊(han)(han)(han)后是否進(jin)行(xing)熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)。
雙(shuang)相不(bu)銹鋼管焊(han)接要力求使(shi)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)、熱影響區(qu)金(jin)屬(shu)(shu)與(yu)基體金(jin)屬(shu)(shu)具有相同的(de)(de)韌性及抗(kang)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)(neng)。焊(han)接時應防止生成過(guo)多的(de)(de)鐵素體。如果焊(han)接工藝能(neng)(neng)夠保證(zheng)焊(han)縫金(jin)屬(shu)(shu)、熱影響區(qu)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)奧氏體、鐵素體比(bi)例為(wei)1:1,就(jiu)能(neng)(neng)使(shi)產(chan)品具有很好的(de)(de)抗(kang)腐(fu)(fu)蝕性能(neng)(neng)與(yu)機械性能(neng)(neng)。
2. 雙相(xiang)不(bu)銹鋼管焊接可能(neng)遇到(dao)的問(wen)題(ti)
①. 鐵素體含量過高,從而(er)降低了韌性,導致(zhi)開裂;
②. 熱影響區晶粒長大;
③. 相(鐵素體相與奧氏體相)形成比(bi)例不佳,碳化物析出導致(zhi)抗(kang)腐(fu)蝕性降低;
④. 氮鉻(ge)化(hua)合物析出,導致(zhi)抗腐(fu)蝕性能(neng)降低(di)。
克服上(shang)述問題的方法:
①. 選擇(ze)含鎳高的焊材(焊絲);
②. 控制熱量輸(shu)人速度;
③. 多層(ceng)焊時,控(kong)制(zhi)層(ceng)間溫度(du)小于200℃.