【文章內(nèi)容簡介】 鋼可以采用較大線能量 焊接，最大的層間溫度為 150℃ 。在實際焊接中必須保證層間溫度不高于工藝試驗設定的層間溫度。當焊接量很大時，應合理地安排焊接順序以保證焊縫層間有足夠的冷卻時間，這樣既能保證層間溫度，又能提高勞動生產(chǎn)率。焊接工藝評定的試板尺寸會影響冷卻速度和層間溫度，要注意焊接工藝評定確定的層間溫度應比實際焊接時低。因此，工藝評定不能預測由于在實際中采用較高的層間溫度而導致冷卻速度降低的程度。 焊后不必熱處理，雙相不銹鋼在 300～ 1000℃ 對溫度很敏感，在 300～ 700℃進行消除應力處理會導致 σ相析出而產(chǎn)生 475℃ 脆化現(xiàn)象，引 起韌性和抗腐蝕性降低；在 700～ 1000℃ 進行應力消除處理，會導致金屬間化合物的析出 ,也會引起韌性和抗腐蝕性的降低。 SAF2205 雙相鋼接頭的基本要求及達到要求的措施 SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 （一）焊接要求： 焊接接頭不存在超過質量標準規(guī)定的缺陷，同時力學性能滿足焊接結構預期的使用性能要求。不出現(xiàn)焊接熱裂紋和冷裂紋、應力腐蝕、點蝕， δ 相脆化現(xiàn)象的出現(xiàn)。 （二）防止措施： (1) 雙相不銹鋼具有良好的焊接性，一般選用與母材成分相同或相近的焊接材料，由于含碳量對抗腐蝕性有很大的影響，因此熔敷金屬含碳量不用高于母材。腐蝕性弱 或僅為避免銹蝕污染的設備，可選用含 Ti或 Nb等穩(wěn)定化元素或超低碳焊接材料。對于耐酸腐蝕性能較高的工件，常選用含 Mo的焊接材料。選用適合的焊接材料不會發(fā)生焊接熱裂紋和冷裂紋，如選用焊條型號 E309MoL16焊條牌號 A042氬弧焊焊絲 H00Cr18Ni14Mo2。 (2) 合理設計焊接接頭。避免腐蝕介質在焊接接頭部位聚集，降低或消除應力集中，消除或降低焊接接頭殘余應力，用常用工藝措施，加熱溫度在 800900℃之間才可得到比較理想的消除應力效果；結構設計時要盡量采用對接接頭，避免十字交叉焊縫，單 V形坡口改用 Y形坡口。 (3) 采用小的熱輸入，即小電流，大的焊接速度，減少橫向擺動，待前一道焊縫冷卻到預熱溫度后，再焊下一道焊縫，焊后進行 750800℃ 退火處理，退火后應快冷，防止出現(xiàn) δ相和 475℃ 脆化。 2205 雙相不銹鋼焊接技術 2205雙相不銹鋼焊接的一些關鍵技術如下： (1) 焊接方法和材料的選擇 一般用于奧氏體不銹鋼的焊接方法，如手工電弧焊、鎢極惰性氣體保護電弧焊和熔化極氣體保護焊等，都可用于雙相不銹鋼的焊接。焊接材料要選用比母材含鎳量高的雙相鋼焊制。確保焊縫中奧氏體相占優(yōu)勢。焊縫鐵素體含 量控制在30％～ 45％為宜。 (2) 焊接工藝參數(shù)的選擇 焊接線能量太大或太小都不好。一般控制在 ～ kJ/cm范圍。其具體大小要根據(jù)焊件厚度選擇。一般焊接時不需要預熱，但焊件壁厚過大或環(huán)境溫度過低時，為防止冷速過快造成焊縫和熱影響鐵素體含量過高，必要時要采取預熱措SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 施。為避免冷卻速度過低而引起析出相的產(chǎn)生，要控制多層／多道焊的層間溫度。 (3) 焊接熔池及背面的保護 氣體保護焊時保護氣體中加氮可以提高焊縫的耐蝕性。有效的背面氣體保護是保證焊接質量的前提。保護氣體的純度應滿足工藝要求， 應采取有效的背面保護工裝，開始焊接時要對焊縫背面的氧含量進行檢測，滿足工藝要求后才能開始焊接。 (4) 定位焊縫 定位焊縫焊接時，如果長度過短，焊接未建立起平衡過程即結束，焊縫冷卻會很快，可能導致鐵素體含量過高、低韌性并因氮化物析出而降低耐腐蝕性能。因此，如采用定位焊，對定位焊縫的最短長度應進行規(guī)定，且應采用較大熱輸入規(guī)范參數(shù)。 (5)焊接過程材料的保護 材料表面的弧擊和起弧，是一個瞬間高溫過程，冷卻速度很快。表面顯微組織中鐵素體含量很高，這種組織對裂紋和腐蝕很敏感，應盡力避免，如果產(chǎn)生必須 用細砂輪打磨去除?，F(xiàn)場焊接過程中材料的保護非常重要，應避免碳鋼、銅、低熔點金屬或填它雜質對不銹鋼焊材的污染?？赡芮闆r下，不銹鋼板材和碳鋼板材應分開存放和焊接。焊接和切割過程中應采取措施防止飛濺、弧擊、滲碳、局部過熱等。 2205雙相不銹鋼焊接注意事項： (1) 2205雙相不銹鋼有很高的強度，其延伸率小于奧氏體不銹鋼。因此，在焊縫組對時，應嚴格控制組對質量，如果強力組對，焊接完成后很難矯形，既使能夠矯形，也會產(chǎn)生很大的殘余應力，使力學性能劣化，抗腐蝕性能下降。 (2) 2205雙相不銹鋼的焊接對污染更敏感， 任何類型的油污、油脂和水分均會影響材料的抗腐蝕性及力學性能。因此，焊接前應對焊接區(qū)域用丙酮進行清洗，徹底清除油污、泥土、灰塵和水分等污染。 (3) 選擇合理的焊接線能量非常重要。當采用很小焊接線能量時，由于快速冷卻使得焊接熱影響區(qū)和焊縫的鐵素體含量偏高，對耐腐蝕性能和力學性能不利；但是過高的焊接線能量會燒損合金元素、冷卻太慢而使得中間相析出，引起相組織的不平衡，同樣對耐腐蝕性能和力學性能不利。因此 ,通過調(diào)整焊接線能SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 量輸入可以得到最佳的焊縫和焊接熱影響區(qū)性能。 (4) 焊接完成后 ,應對焊縫和焊縫熱影響區(qū)進行鐵 素體檢測，檢驗焊接工藝的合理性。當鐵素體含量低于 30%時， 2205雙相不銹鋼會產(chǎn)生脆化 [3]。 實驗材料和焊接工藝 試驗材料及焊條 本次試驗所用原材料來自于瑞典山特維克公司，牌號為 SAF2205 (ASTM 240—00， UNS 31803)，焊接試樣加工尺寸為 150mm80mm6mm，焊條為ER2209(φ=)，試驗板材及焊絲化學成分見表 41和表 42。 表 41 2205雙相不銹鋼母材及 ER2209焊條的化學成分（質量分數(shù)％） C S P Si Mn Cr Ni Mo N Cu 母材 焊條 表 42 2205試驗板母材力學性能 屈服強度 Mpa 抗拉強度 Mpa 斷后延伸率 % 硬度 (HRB) 660 815 焊接工藝指導書 根據(jù)研究掌握的技術，擬定工藝規(guī)程進行焊接工藝評定。表 43是 SAF2205雙 相不銹鋼板焊接工藝指導書。 表 43 2205雙相不銹鋼管焊接工藝指導書 日期： 5 月 4 日 焊接工藝評定報告編號： 001 焊接方法： 手工電弧焊 機械化程度： 半自動化 SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 焊接接頭形式及坡口尺寸： 接頭形式： 如右圖所示 坡口形式： Y 型坡口 間 隙 e： 鈍 邊 p： 2mm 坡口角 α： 75176。 襯墊（材料及規(guī)格）： —— 其 他： —— 簡圖 焊接母材： 焊接材料： 22052PW,瑞典 Avesta 公司生產(chǎn) 母材規(guī)格： 150mm80mm8mm 板材 焊接材料： 焊材類別 ER2209 雙相不銹鋼焊條 焊材標準 易焊接，可熔合性良好 填充金屬尺寸 焊材規(guī)格 φ 350mm 其他 —— 焊條說明： ER2209 是鈦鈣藥皮的不銹鋼焊條，具有優(yōu)良的力學性能及抗晶間腐蝕性能，可交直 流兩用。操作性能極好。用于焊接工作溫度低于 300℃ ，耐腐蝕的不銹鋼結構。 注意事項： 焊接前焊條須要經(jīng) 250℃ 烘焙 1 小時，盡可能采用直流電源，用交流焊接時，熔深較淺，電流不宜過大，以免焊條發(fā)紅。 SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 焊接位置： 對接焊縫位置： 平焊 焊接方向：（向上、向下） 焊接溫度： 25℃ (室溫 ) ,層間溫度小于 150℃ 角焊縫位置： 焊接方向：（向上、向下） 焊縫金屬寬度（范圍）： 8～ 12 mm 縫金屬厚度（范圍）： 2～ 4 mm 焊后熱處理： 溫度范圍：（ ℃ ） —— 保溫時間：（ h） —— 焊接設備 : 電焊機型號：松下直流脈沖 TIG/手工弧焊機 SA300TP3 型 電焊機各項技術參數(shù) : ： 380v 數(shù)：單相 率： 50/60 Hz ： KVA (A) DC 起弧電流 氬弧焊： 5～ 300 手工焊接： 5～ 300 焊接電流 ： 5～ 300 收弧電流： 5～ 300 ： 10～ 300 手工焊接： 10～ 300 焊接電流： 10～ 300 收弧電流： 10～ 300 (V) DC 氬弧焊： ～ 手工焊接： 20～ 32 SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 AC： ～ 空載電壓 (V)： DC 100 ：周期 10 分鐘 ：可控硅單相全波整流方式 ：定電流特性 ： ～ 15Hz ： 15～ 85% ： ～ 連續(xù)調(diào)節(jié) 減時間： ～ 連續(xù)調(diào)節(jié) ： 在 PCB 內(nèi)調(diào)節(jié) ： 2～ 20sec 連續(xù)調(diào)節(jié) ： ～ 5sec 連續(xù)調(diào)節(jié) (WxDxH) ： 415x625x853(mm) ： 193Kg 電特性 : 電流種類： 直流 極 性： 反接 焊接電流范圍： (A) 6580 引弧電壓 (V)： 150220 焊接工藝參數(shù) ： 焊道 /焊層 焊接 方法 填充材料 焊接電源 電弧 電壓 焊接 速度 (cm/min) 線能量 (kJ/cm) 牌號 厚度 極性 電流（ A） 1 焊條電弧焊 A042 反接 70 30 45 12 2 焊條電弧焊 A042 反接 70 30 45 12 SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、金相分析 _畢業(yè)論文 焊接要求 : ，板材切割后，采用砂輪機打磨出坡口，坡口角度為單邊 30176。177。176。，鈍邊 —。加工坡口不允許使母材產(chǎn)生過熱變色。 ：坡口及其兩 側各 25mm 以內(nèi)的內(nèi)外表面進行清理，清理程序如下：磨光機打磨—丙酮（或無水乙醇）清洗。清洗后不能直接進行焊接作業(yè)，待坡口端面晾干后方可以作業(yè)。焊絲也用沾丙酮（或無水乙醇）的海綿擦拭干凈。 ，應根據(jù)焊接工藝評定編制焊接作業(yè)指導書，焊工應按指定的焊接作業(yè)指導書施焊。 ，快速焊，輸入熱量應控制在 ～ （各工藝參數(shù)嚴格按焊接工藝就不會超出范圍）層間溫度最大為 100℃ ，對于多焊層焊縫，填充焊道的電弧能量不得高于打底時的能量。最外層焊縫的熱影響區(qū)因缺少外層焊縫的熱處理作用， 難以達到平衡的雙相組織，因而在制定焊接工藝時盡可能使最后一道焊縫位于非工作介質面上。環(huán)縫引弧應在焊道內(nèi)進行，縱焊縫引弧和收弧均必須在引弧板和熄弧板上進行。 ，以避免過大的電流和較高的殘余應力。 ，要等焊縫冷卻下來之后再敲掉藥皮，讓焊縫在藥皮的保護下冷卻下來， 防止氧化。 ，應按照合適的長度和間隔 進行定位焊。根部焊道不應從定位焊起焊。為 了避免由于定位焊點導致根部焊道出現(xiàn)裂紋，焊工應在定位焊點前中斷根部焊，在完全打磨掉該定位焊點后，繼續(xù)根部焊。 ，不允許焊條亂丟亂放。 。 [4] 技術措施 : 擺動焊或不擺動焊： 不擺動焊接 擺動參數(shù)： —— 焊前清理和層間清理： 機械拋光 清理方法： 機械拋光 單道焊或 多道焊（每面）： 雙面單道焊縫 單絲焊或多絲焊： 單絲焊 導電嘴至工件距離： (mm) 3～ 5 其他： —— 工藝標準 : 焊接完成后進行外觀檢查，不存在咬邊、氣孔、裂紋和夾渣等缺陷。焊縫余高 0. 8mm， 按 JB473022020 標準無損檢測 ,照相質量 AB 級， Ⅱ 級合格。 焊接后板材試樣：（如圖示 41（ a）、（ b）） SAF2205 雙相不銹鋼焊接、熱處理、