雙相不銹鋼焊接工藝評定

無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼板2020年3月24日訊  雙相不銹鋼（GTAW）焊接工藝評定雙相不銹鋼是一類優(yōu)良的耐腐蝕高強(qiáng)度和易于加工制造等諸多優(yōu)異性能的鋼種。它與奧氏體不銹鋼制造有許多相似之處，但也有重要區(qū)別。雙相不銹鋼在焊接方面，它與奧氏體不銹鋼的區(qū)別是，奧氏體不銹鋼的焊縫凝固過程中易產(chǎn)生熱裂傾向。而雙相不銹鋼具有非常好的抗熱裂性，焊接時(shí)很少考慮熱裂。雙相不銹鋼焊接最主要的問題是熱影響區(qū)而不是焊縫金屬，熱影響區(qū)的問題是耐蝕性、韌性降低或焊后開裂。焊接時(shí)重點(diǎn)是考慮使在450~850℃溫度范圍內(nèi)的停留時(shí)間最短。

1 材料焊接工藝評定材料。
1.1 試板材料采用ASME SA-240 S31803雙相不銹鋼板。
1.2 焊接材料①填充金屬：在選用焊材時(shí)，應(yīng)考慮與母材化學(xué)成份和力學(xué)性能性相配備的焊接材料。焊接材料所焊的熔敷金屬強(qiáng)度、塑性和沖擊韌性都不能低于被焊鋼種的最低值。還應(yīng)把焊縫可能產(chǎn)生的缺陷、焊接工藝、焊接規(guī)范、坡口形式和焊接設(shè)備等因素考慮在內(nèi)。根據(jù)雙相不銹鋼SA-240（S31803）的特點(diǎn)，選用型號ER2209雙相不銹鋼焊絲作填充金屬，這類焊絲的熔敷金屬具有奧氏體-鐵素體雙相組織，其特點(diǎn)也具有較高的抗拉強(qiáng)度和良好的抗應(yīng)力腐蝕能力或抗點(diǎn)腐蝕性能。②氣體：采用氬氣，其純度為99.95%以上。
2 焊接設(shè)備采用美國米勒公司的（Syncrowave250）鎢極氬弧焊機(jī)。焊接不銹鋼時(shí)采用（GTAW）焊直流正接（DCEN），電極為負(fù)極，工件為正極。電極采用￠2.4mm2%釷鎢極（AWS 5.12規(guī)范EWTh-2類別）通過將電極（鎢棒）磨成頂角為25～30°來控制電弧。
3 工藝制作
3.1 等離子和激光切割雙相不銹鋼采用與奧氏體不銹鋼同樣的加工方法，用等離子切割設(shè)備進(jìn)行常規(guī)加工。
3.2 坡口加工雙相不銹鋼的接頭設(shè)計(jì)必須有助于完全焊透，并避免在凝固的焊縫金屬中存在未熔合的母材。坡口最好切削加工而不采用等離子切割和砂輪打磨。
3.3 焊前清理焊前工件坡口兩邊100mm范圍內(nèi)用丙酮或酒精等清理干凈。

4 焊接工藝焊接工藝的制定應(yīng)根據(jù)母材與焊材的可焊性來選擇適當(dāng)?shù)暮附庸に囈?guī)范。對于雙相不銹鋼來說，用（GTAW）焊接，通常使用填充金屬為鎳合金元素含量稍高的金屬填充。定位焊時(shí)，背面應(yīng)采用氣體保護(hù)，每處長度不小于是15mm，電源極性采用直流正極（DCEN），第一層使用單道焊，二至七層采用多道焊，層間溫度限于150℃以下范圍內(nèi)，以使后續(xù)焊道的熱影響區(qū)有足夠時(shí)間冷卻。
4.1 層間溫度雙相不銹鋼能夠承受相對高的熱輸入，焊縫金屬凝固后的雙相組織的抗裂性優(yōu)于奧氏體不銹鋼焊縫金屬。控制層間溫度主要目的是為了防止450～850℃停留時(shí)間太長，可能會產(chǎn)生晶間腐蝕和熱影響區(qū)的問題。所以層間溫度限于150℃以下可被面產(chǎn)生晶間腐蝕和提高熱影響區(qū)的耐腐蝕性和韌性。
4.2 氣體保護(hù)最常用的惰性氣體，有為純度99.95％或更高的干澡氬氣實(shí)施保護(hù)。焊接時(shí)應(yīng)在起弧前幾秒鐘啟動氣體，滅弧后再保持幾秒，保持時(shí)間最好足夠使焊縫和熱影響區(qū)冷卻到雙相不銹鋼氧化溫度范圍以下。在電極的有效工作范圍內(nèi)，焊縫背部使用氣體擴(kuò)散網(wǎng)（小孔氣篩）氣體流速為12～18L/min的純氬保護(hù)。
5 焊接操作根據(jù)工藝要求，用（GTAW）焊接，正背面均采用99.99％Ar氣作保護(hù)，焊縫定位焊，在對接處一側(cè)引弧，在把電弧拉至始焊部位，焊槍橫向擺動，待金屬熔化時(shí)連續(xù)填絲進(jìn)行焊接。定位焊長度應(yīng)不小于是15mm，在焊接填充根部第一道焊時(shí)將填充金屬的起點(diǎn)和終點(diǎn)修磨成平滑過渡的傾斜角度。焊槍采用從右向左焊，焊炬角度與工件成60～800夾角，焊絲與工件給進(jìn)夾角為150～250。第一道焊時(shí)鎢棒伸出氣套一般為5～7mm左右電弧較集中，根部易熔合焊透。焊接第二至七層應(yīng)采用多道焊，盡量減少坡口焊道內(nèi)的紅熱溫度停留時(shí)間，層間溫度控制在80～150℃以內(nèi)，直至坡口填滿。
6 焊后熱處理雙相不銹鋼不需要進(jìn)行熱處理。否則會使雙相不銹鋼析出間相或脆性相，降低韌性和耐蝕性。
7 檢驗(yàn)①焊后焊縫外觀檢查：用肉眼或數(shù)倍放大鏡觀察接頭表面，焊縫表面未存在未焊透、未熔合、表面氣孔、焊瘤等缺陷。②無損檢測：X射線探傷按JB/T4730-2005探傷標(biāo)準(zhǔn)和ASME-Ⅸ卷QW-191探傷標(biāo)準(zhǔn)拍片合格。③力學(xué)性能試驗(yàn)：根據(jù)ASME-Ⅸ焊接工藝評定要求，分別取得面彎、背彎和拉伸試樣各兩件，經(jīng)過對試樣進(jìn)行拉伸、彎曲、硬度、金相等力學(xué)性能試驗(yàn)。
8 結(jié)論檢驗(yàn)結(jié)果表明，雙相不銹鋼采用手工鎢極惰性氣體保護(hù)焊（GTAW）焊接，對ASME SA-240（S31803）雙相不銹鋼板做了焊接工藝評定。試驗(yàn)結(jié)果表明，該焊接方法所評定出焊縫的性能能夠得到保證，其焊接工藝評定報(bào)告（PQR）和焊接工藝指導(dǎo)書（WPS）是合格的。在實(shí)際生產(chǎn)中是可行的。