為了(le)使(shi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭熱影響區(qu)各項(xiang)性能(neng)指(zhi)標與其他部位相同,可采取下(xia)列措施。
一、焊(han)接方(fang)法的(de)選擇
在選擇(ze)焊接方法時應遵(zun)循如下原則。
1. 避(bi)免使(shi)用過(guo)低或過(guo)高的焊接熱輸入(ru)
過低的熱輸入會使奧氏體相析出大量減少,甚至形成純鐵素體組織,工藝和使用性能大幅度降低。因此,電子束焊和等離子弧焊應避免采用。過高的熱輸人會使焊縫金屬和熱影響高溫區(HTHAZ)晶粒粗大,韌性下降。一旦由于過熱導致大晶粒鐵素體,就很難保持或恢復雙相不銹鋼的優良性能。除電渣焊不能采用外,熔化極氬弧焊(GMAW、MIG)、埋弧焊(SAW)在使用上也將受到限制。
2. 適宜使用(yong)多層焊
多層焊的后續(xu)焊縫的熱輸入對前道(dao)焊縫再一(yi)次進行焊接熱循環、使焊接熱影響區的奧(ao)氏體相進一(yi)步析出,增(zeng)加奧(ao)氏體相數(shu)量且(qie)能(neng)細化(hua)鐵素體晶粒,減少碳化(hua)物(wu)(wu)和氮化(hua)物(wu)(wu)從晶內和晶界析出。接頭(tou)的性能(neng)得到改(gai)善,所以選擇焊接方法時,應考慮(lv)滿足(zu)多層焊的要求,多道(dao)次和低熔敷率。
3. 避免使用(yong)熱(re)處理
雙相不(bu)銹(xiu)鋼管(guan)焊接接頭若需要通過熱處理改善性能時,不僅困難而且受限制。固溶處理的溫度很高,達1000~1050℃,這是其困難的一面。雙相不銹鋼的中溫敏化問題在焊接時一般不會出現。若要采用中溫消除應力處理時,由于保溫時間長(約2h),使用會受到鋼種本身的限制。
4. 經濟性
雙(shuang)相不銹鋼設備多為單件,小批量生產,在選用焊接方法時,應考慮其經濟合理,維修方便。
雙相不銹鋼管常用的方法有焊條電弧焊和鎢極氬弧焊兩種。焊條電弧焊適用于全方位的焊接,通用性和靈活性較好,是簡便易行、大量使用的方法。就雙相不銹鋼而言,鈦型(金紅石型)藥皮焊條比堿性焊條的焊接性要好,前者有良好的脫渣性,尤其對于管子根部焊道的脫渣有利,但是對焊件的低溫力學性能尤其是韌性有要求時,仍需要考慮采用堿性焊條。為防止產生氣孔,焊前焊條需經250~350℃/2h的烘烤,或者是采用超耐潮焊條。鎢極氬弧焊通常用于管接頭的根部焊道,或用于管道的自動焊接,也常用于薄板或管和管板接頭的焊接。此方法能保證焊件有很好的力學性能,尤其是低溫韌性。保護氣體通常采用純Ar或Ar+2%N2作為保護氣體,在單面焊雙面成形焊接時,不論采用何種接頭形式,背面保護氣體是必要的,通常采用純Ar或Ar+5%N2。
至于埋弧焊(han),近年也有使(shi)(shi)用此(ci)方(fang)法焊(han)接(jie)較厚的雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼,埋弧焊(han)的問題(ti)是稀(xi)釋率較大(da),采用合適的坡口形式,正確的熱(re)輸入以及(ji)嚴格控制道(dao)間(jian)溫(wen)度(du),可以對稀(xi)釋率加(jia)以控制。當(dang)焊(han)接(jie)厚壁件(jian)時,最初熔敷的幾層焊(han)道(dao)金(jin)屬(shu)因(yin)稀(xi)釋率較大(da),鐵素(su)體量(liang)增加(jia),加(jia)之冷卻(que)速度(du)過(guo)慢(man),有可能使(shi)(shi)焊(han)縫金(jin)屬(shu)和焊(han)接(jie)熱(re)影(ying)響區脆化。與前兩種焊(han)接(jie)法相(xiang)比,此(ci)法焊(han)接(jie)雙(shuang)(shuang)相(xiang)不銹(xiu)鋼用得不多。
二、焊接順(shun)序
接(jie)(jie)觸(chu)腐蝕介質的(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)要(yao)最先(xian)施焊(han)(han);對于單道焊(han)(han)縫(feng)(feng),則在非(fei)接(jie)(jie)觸(chu)工作介質面的(de)焊(han)(han)縫(feng)(feng)上,加焊(han)(han)一(yi)層工藝(yi)焊(han)(han)縫(feng)(feng),對于多層焊(han)(han)時(shi),除了(le)用小的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)輸入的(de)多層多道焊(han)(han)外,必(bi)要(yao)時(shi)也(ye)可(ke)增加工藝(yi)焊(han)(han)縫(feng)(feng)來改善工作焊(han)(han)縫(feng)(feng)的(de)熱(re)影響區性能。
三、焊(han)接材料
對于含氮的雙相不銹鋼和超級雙相不銹鋼的填充材料,通常采用比母材高的鎳和母材相同的含氮量,以保證焊縫金屬有足夠的奧氏體量。目前采用的填充材料一般都是在提高鎳的基礎上,再加人與母材含量相當的氮,控制焊縫金屬的奧氏體量為60%~70%。為防止焊縫表面區域因擴散而損失氮,通常在氬氣保護氣體中加入2%N2(GTAW)。瑞典Sandvik廠的焊接材料見表7-14。為防止氣孔和焊接氫致裂紋,需要嚴格控制焊接材料中氫的含量;當要求焊縫金屬具有較高的韌性并進行全位置焊接時,應選用堿性焊條(焊條電弧焊時);當對焊縫金屬有特殊耐蝕要求時,還需使用超級雙相不銹鋼成分堿性焊條(焊條電弧焊時)。
注:1. TIG-鎢極氬弧(hu)焊(han)(han);MIG-熔化極氬弧(hu)焊(han)(han);SAW一(yi)埋弧(hu)焊(han)(han);SMAW一(yi)焊(han)(han)條電弧(hu)焊(han)(han):FCAW一(yi)藥芯(xin)焊(han)(han)絲電弧(hu)焊(han)(han)。
2. 填(tian)充金(jin)屬牌號后的符號:1焊絲;1R鈦型焊條;1B堿(jian)性(xing)焊條;1T藥芯(xin)焊絲。
四、焊接裂紋敏(min)感性
近年(nian)一些學者作出不(bu)(bu)銹鋼的(de)熔合(he)區(qu)(qu)凝固裂(lie)紋(wen)敏感性與Crea/Nicg比值為1.5~2.0時,裂(lie)紋(wen)總長度最小的(de)結論,也就(jiu)是說當焊縫金屬(shu)處于(yu)兩相(xiang)凝固區(qu)(qu)時,對凝固裂(lie)紋(wen)最不(bu)(bu)敏感。