1. 焊接方(fang)法的選擇
由于雙相不(bu)銹鋼(gang)自身的冶金特點,在選擇焊接方法上應注意以下幾點。
①. 焊接線能量和(he)層(ceng)間溫度
過(guo)(guo)低的焊(han)(han)接(jie)線能(neng)量(liang)(liang)會使(shi)奧氏(shi)體(ti)轉變量(liang)(liang)減少,甚(shen)至(zhi)于(yu)會抑制焊(han)(han)后冷(leng)卻過(guo)(guo)程(cheng)的鐵(tie)素體(ti)向奧氏(shi)體(ti)的轉變,而得到單相(xiang)鐵(tie)素體(ti)組織,使(shi)其失去雙(shuang)相(xiang)不銹鋼的特點,使(shi)用(yong)性(xing)能(neng)大(da)大(da)降低。因此,激(ji)光焊(han)(han)、電(dian)子束焊(han)(han)和等離子焊(han)(han)等高能(neng)束焊(han)(han)不適于(yu)焊(han)(han)接(jie)雙(shuang)相(xiang)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼。過(guo)(guo)高的焊(han)(han)接(jie)線能(neng)量(liang)(liang)會使(shi)金屬及熱(re)影響區過(guo)(guo)熱(re)區的晶粒(li)粗大(da),韌(ren)性(xing)降低。SMAW、TIG、MIG可用(yong)來焊(han)(han)接(jie)雙(shuang)相(xiang)不銹鋼。
為了獲得雙(shuang)相不銹(xiu)鋼焊接接頭的最佳性能,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(zhong)典型的雙相(xiang)不銹鋼(gang)推薦的最佳(jia)的焊(han)接線(xian)能量和層(ceng)間溫(wen)度鋼(gang)的牌(pai)號
②. 適宜(yi)采用多層焊,多道次(ci),低熔合比
③. 避免使用焊后(hou)熱(re)處(chu)理
因(yin)為焊(han)后(hou)熱處理(li)存在諸多困(kun)難,生產(chan)上(shang)難以實現。固(gu)溶處理(li)的溫度太高(1000~1050℃),生產(chan)上(shang)很(hen)難實現。另外,中(zhong)溫處理(li)會導致脆化相析出(chu),韌性(xing)和耐腐蝕性(xing)降(jiang)低。
2. 雙相(xiang)不銹鋼常用(yong)的焊接方(fang)法(fa)
焊接雙相不銹鋼常用的方(fang)法是焊條電弧(hu)焊(SMAW)、埋(mai)弧(hu)焊(SAW)、鎢極惰性氣體保護(hu)焊(TIG)及熔化極惰性氣體保護(hu)焊(MIG)等(deng)。
①. 焊(han)(han)條電(dian)弧焊(han)(han)
焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)適用于全位置焊(han)(han)(han)(han)接。對于雙相(xiang)不銹鋼(gang)而言(yan),鈦(tai)型(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)比堿性(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)的焊(han)(han)(han)(han)接工藝性(xing)好,尤(you)其是脫(tuo)渣(zha)性(xing)能好,這一點對多層焊(han)(han)(han)(han)很重要(yao),可以提高效率和避免(mian)夾渣(zha)。但是,鈦(tai)型(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)比堿性(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)得到的焊(han)(han)(han)(han)縫金屬(shu)的韌(ren)性(xing)較差。所以,對于焊(han)(han)(han)(han)件(jian)有低溫(wen)性(xing)能要(yao)求時應采用堿性(xing)焊(han)(han)(han)(han)條(tiao)(tiao)。
②. 鎢極惰(duo)性氣體保(bao)護焊
鎢極(ji)惰性(xing)氣體保護(hu)焊(han)(han)(han)(han)常用(yong)于根部焊(han)(han)(han)(han)道(dao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接或自(zi)動焊(han)(han)(han)(han)接,也常用(yong)于薄板(ban)或管(guan)板(ban)接頭的(de)焊(han)(han)(han)(han)接。TIG焊(han)(han)(han)(han)能夠保證焊(han)(han)(han)(han)件有良(liang)好(hao)的(de)力學性(xing)能,特別(bie)是(shi)低溫韌性(xing)。一般TIG焊(han)(han)(han)(han)的(de)熔敷(fu)效率(lv)較(jiao)低,即使自(zi)動焊(han)(han)(han)(han)也如此(ci)。
焊時應使(shi)用純Ar或Ar+2%N2作為(wei)保(bao)(bao)(bao)護氣(qi)體(ti)。但V形(xing)坡口(kou)根部(bu)焊接(jie)且雙面(mian)成形(xing)時,背面(mian)需用保(bao)(bao)(bao)護氣(qi)體(ti)保(bao)(bao)(bao)護,且用Ar+5%N2作為(wei)保(bao)(bao)(bao)護氣(qi)體(ti),因(yin)為(wei)焊縫表面(mian)容易失氮。
應(ying)當(dang)(dang)推薦(jian)使用Ar+N,混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)作為雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼TIG焊的(de)保護(hu)氣(qi)(qi)(qi)體(ti)。因為為了(le)(le)保證雙(shuang)相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼焊縫金屬(shu)中奧(ao)氏體(ti)占優(you)勢(shi),焊縫金屬(shu)的(de)鉻當(dang)(dang)量(liang)(liang)/鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)(liang)之(zhi)比(bi)應(ying)比(bi)母(mu)材小。若(ruo)使用Ar+N,混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti),則可使焊縫金屬(shu)增(zeng)N,N是強奧(ao)氏體(ti)形成元素,焊縫金屬(shu)增(zeng)N就等于增(zeng)大(da)了(le)(le)鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)(liang),間接地(di)達到了(le)(le)使鉻當(dang)(dang)量(liang)(liang)/鎳(nie)當(dang)(dang)量(liang)(liang)之(zhi)比(bi)變小的(de)目的(de)。實踐(jian)證明,在保護(hu)氣(qi)(qi)(qi)中加氮氣(qi)(qi)(qi)后,焊縫金屬(shu)中的(de)N含(han)量(liang)(liang)和奧(ao)氏體(ti)含(han)量(liang)(liang)都增(zeng)加了(le)(le),見表3-44.
表(biao)3-44 保(bao)護(hu)氣體中(zhong)N2含(han)量(liang)對焊縫(feng)金屬中(zhong)的(de)N含(han)量(liang)和奧氏體含(han)量(liang)的(de)影響(xiang)
③. 埋弧(hu)焊
埋(mai)弧(hu)焊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(duo)層焊和工藝焊縫
如(ru)前所述,采用(yong)SMAW法(fa)進(jin)行多(duo)層焊(han)時,由于后道(dao)焊(han)縫(feng)對(dui)前道(dao)焊(han)縫(feng)的(de)熱(re)(re)處理作用(yong),焊(han)縫(feng)金屬中的(de)鐵素(su)體(ti)會(hui)進(jin)一步(bu)轉變(bian)成(cheng)奧(ao)氏體(ti),成(cheng)為以奧(ao)氏體(ti)占優勢(shi)的(de)兩相組(zu)織(zhi);毗鄰焊(han)縫(feng)的(de)焊(han)接(jie)熱(re)(re)影(ying)響(xiang)區(qu)組(zu)織(zhi)中的(de)奧(ao)氏體(ti)含量也會(hui)由于多(duo)次(ci)加熱(re)(re)而增多(duo),從而使整個焊(han)接(jie)接(jie)頭的(de)組(zu)織(zhi)和性能顯著改善(shan)。但(dan)是,若(ruo)是多(duo)次(ci)加熱(re)(re)到中溫(wen)區(qu),引起脆性相析出(chu),也可能發生脆化。
由于上述原(yuan)因(yin),可以(yi)在焊(han)完之后再熔敷一道(dao)工藝(yi)焊(han)縫(feng),以(yi)便(bian)對最(zui)后一道(dao)焊(han)縫(feng)及其焊(han)接熱(re)影響區(qu)進(jin)行(xing)一次熱(re)處理,以(yi)利于改善組織(zhi)和提(ti)供性能。工藝(yi)焊(han)縫(feng)最(zui)后可以(yi)經過加工去除。