浙江至德鋼業有限公司焊接中心曾對太原鋼鐵公司生產的022Cr22Ni5Mo3N 雙相(xiang)不(bu)銹(xiu)鋼管 ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接方法的選擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼可以采用焊條電弧焊（SMAW）、氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）、熔化極氣體保護焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等多種方法焊接。根據現場施工條件，選用氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）進行打底焊和第一道填充焊，焊條電弧焊（SMAW）進行填充和蓋面焊。
2. 焊接(jie)材料的選擇
對焊后直接使用的雙相不銹鋼(gang)管(guan)，使用焊接材料的化學成分通常與母材略有不同。要求焊材中的Ni含量要高于母材（約高2％～4％），以促進鐵素相向奧氏體的轉變，并穩定焊縫中的奧氏體相。022Cr22Ni5Mo3N屬于超低碳雙相不銹鋼，因此焊材要選用超低碳系列。表4-34為選用的焊接材料。
注：ER2209相當于(yu)我(wo)國YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌號。
3. 焊接參數的選擇
采用60°V形坡口(kou)，鈍(dun)邊(bian)1.0mm，間隙3.0mm。焊(han)(han)(han)接(jie)時，不需要對管件進行預(yu)熱(re)，但應嚴格(ge)控制層間溫(wen)度(du)(du)和熱(re)輸入。熱(re)輸入在(zai)5～15kJ／cm范(fan)圍內，層間溫(wen)度(du)(du)差，小于150℃。施焊(han)(han)(han)過程選擇多道焊(han)(han)(han)，因(yin)為后續焊(han)(han)(han)道對前道焊(han)(han)(han)縫(feng)有熱(re)處理(li)作用，能(neng)使焊(han)(han)(han)縫(feng)金(jin)屬中(zhong)鐵素(su)體(ti)進一(yi)步轉變為奧(ao)氏體(ti)，同時熱(re)影區中(zhong)的奧(ao)氏體(ti)數(shu)量也會(hui)增(zeng)多，從(cong)而使整(zheng)個焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的組織和性(xing)能(neng)得到改善。焊(han)(han)(han)接(jie)參(can)數(shu)見表4-35。
4. 焊接(jie)接(jie)頭性能的評估(gu)
a. 焊接(jie)接(jie)頭力學性能
焊接接頭各項力學性(xing)能均良好，所有硬度(du)均小于275HV，10,且焊接接頭的硬度(du)變(bian)化與雙(shuang)相組織的比例有關(guan)，在熔合線(xian)和熱(re)影區高溫(wen)段(duan)以粗(cu)大鐵(tie)素體為主，硬度(du)最高為275HV10。而后基本上隨(sui)著奧氏體比例的增加，硬度(du)值逐步(bu)下降，直(zhi)至到(dao)母材硬度(du)在240～260HV1。范圍內。
b. 金相組織與相比例
根部(bu)焊(han)縫(feng)組織中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)比(bi)例(li)為50％～70％，熱影響區組織中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)為20％～45％。與根部(bu)和(he)填充焊(han)道相(xiang)比(bi)，蓋面(mian)焊(han)焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)比(bi)例(li)有所(suo)減少，這(zhe)是(shi)因為蓋面(mian)焊(han)道沒有經歷后熱過程，焊(han)后冷卻速度相(xiang)對(dui)快些(xie)，因此(ci)，蓋面(mian)焊(han)縫(feng)和(he)熱影區中(zhong)(zhong)奧(ao)氏(shi)體(ti)相(xiang)比(bi)例(li)偏低(di)。蓋面(mian)焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)組織晶粒粗大，并(bing)呈羽毛(mao)狀(zhuang)分布。
c. 焊接接頭耐應(ying)力腐蝕
采用恒(heng)變(bian)形(xing)U形(xing)彎(wan)曲試(shi)樣，按GB／T 17898-1999進行(xing)。定期用10倍(bei)放大鏡觀察(cha)試(shi)樣裂(lie)(lie)紋情況，試(shi)驗表明，兩周未出現裂(lie)(lie)紋。
d. 焊(han)接(jie)接(jie)頭耐晶間腐蝕(shi)
采(cai)用氟化鈉(na)-硝(xiao)酸法(fa)（按GB 1223-1975標(biao)準配制(zhi)試驗溶(rong)液）進行試驗，腐蝕3h后取出試樣，用φ5mm的壓頭(tou)將試樣彎(wan)曲，在10倍放大鏡下觀察(cha)彎(wan)曲面，打底焊焊道表面均未出現任何裂紋。
浙江至德鋼業(ye)有限公司通過焊(han)接(jie)(jie)工(gong)藝評定證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不(bu)銹鋼鋼管(guan)焊(han)接(jie)(jie)性能良好(hao)，可直接(jie)(jie)在氣(qi)田和石油天然(ran)氣(qi)管(guan)路焊(han)接(jie)(jie)中應(ying)用。
