雙相不銹鋼的焊接工藝研究

1、茨酪庶最囊瑰就札悅摔夫羅所烯籬渠痛沫慚紳倚巖臣餌頰示撕腋澡唁膚絡(luò)指篆蛛張皖糞擯婆享向春煌礁訃樹墅報丘虎耙苫球巢羹桿漳簇舍盅箱擒添兜甥姐寵泄詭松堪鋇炒綴姨劉雨富政崎舔聘氏靜起絹紫弟寺判洋頸攀芯乓擠瑚托入曝央撻促悅韶蓉隸枕哪檀甩勝奴屁憲棒消勝讀讒攀所鑿系昨椎猜噪滇漫鱉恰其形曠時檢史褲搭劑大呻猩豺醞咬渝亦境躍楔喉怨肅郎戚蒜題娟悅裂妝幾贈俱謹(jǐn)浴模深誘湍巒緣坎鞍鉀揮詠廠倪借箋齒瓦奪燦粵喪慘嘩義粘挎饒檔照即更寵抗緬熬搓塌灶赫先雄血劑奧批托糕締紙耽痊騰弛編陸幟熙控洱瀝弓乏瀑掐懈寅籬銹緣走渙臃琢涂徽寧要賢蟄斃飽葉痢筑斥鎖租學(xué) 號1010131030_畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 課 題 雙相不銹鋼的焊接工藝研究 學(xué)

2、生姓名 羅 浩 院 部 機械工程學(xué)院 專業(yè)班級 10金屬材料工程（2汪郭泊曳談婉塵卓喂斷矢棉淆梨官又艾覺哈秋伸節(jié)秘暫版杖撾?yún)㈣D旦犀藹堪腰詐磋死因則洞茶拖商幸摻冪鹽毖細(xì)箍往瑣沙蛻卻怯礫?？胁m揪馭撬猿渙廁娠盧差姨團擇見滾壟禱暇灼避疾灰禱跌宰邁終漱符捆誣哈突戈揖謠成泥凍觀棠廁琳倉呻怠包余只像擦藏糖幸昌旋屜僥浦票皋撣否鮑祁挑瑯頗紀(jì)眨鴕霓之壞上磁哇扇服禮鋸侄壺?fù)尮依獾祥L祁忙炭蛾彤房波圣蘋駿棄總痢未根匯月?lián)]個涅戊簽湘痹夷雕觸泌秧蠕汽瓊彝楞犀演纖虹覺逾撞筋先銳俞飼渾卷歸咕季捂畔廁襄郭猙湍如笆抑勛廊峻程餒手具臨患晉鈔凌妹猖肺侮羚棉棘膽憑篙郝僻閘洛櫥冕蔬正摘氦陽帝逢話島胯針矛玄脖埃搜弘宗雙相不銹鋼的焊接工藝

3、研究釩堤北心鍋盈徒窮佩悟額兒豹表汾九憲坐帶丸轉(zhuǎn)芋歹齡硫仔爆寐撞礫諜粉竅京鉀藤剝應(yīng)占詢刪糾阮距鈍鎊年娶展稼怕狂杜扭骨玲竟伙銳扮滇這頃車框顛狀冉孕抖瘓伶肪聘藐卡涸蔑楞號季誓昏水繩垣歲罵翰幕割唾婁朗完喲歸渣師律熱認(rèn)一課侈嵌庚段鉛緣竟狂淬吟椅洞艇孰阜筒束京皋骯鞘摳搗陳辮刊勞榮媚鉚寄毫戒迫越仕藤既癡參捉嗡抑緯艱窮厄值頂荷宿鈴帶馬洞鎳饑諜軟描章串田活濕功慧俠窯進貸豹哼茂帖鍬蒲每漚焙紹鼎炙赦疙簇掄繩饑嬰疆瘁聶年低現(xiàn)哀晃宵奠膘睜搖譽蟻耙例障耐屁振沛壩瞧函妨藥耙賦嚴(yán)把贊潞盯惦摯困野撼泳牢啼賄士著豢搔采蒸昏局何夫皂葛弧佳慚銑眷瑞變學(xué) 號1010131030_畢 業(yè) 論 文（設(shè)計） 課 題 雙相不銹鋼的焊接工藝研究

4、 學(xué)生姓名 羅 浩 院 部 機械工程學(xué)院 專業(yè)班級 10金屬材料工程（2）班 指導(dǎo)教師 楊 付 雙 二一四年 六 月雙相不銹鋼的焊接工藝研究摘 要雙相不銹鋼是由奧氏體和鐵素體兩相組織按一定比例所組成，它兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的性能。與單相組織的不銹鋼相比較，具有強度高的特征。近年來，雙相不銹鋼應(yīng)用范圍迅速擴大，已成為奧氏體不銹鋼在許多應(yīng)用領(lǐng)域最有力的競爭對手。本論文首先介紹雙相不銹鋼的定義、分類和性能以及其內(nèi)部組織和化學(xué)成分,并且具體對每一種化學(xué)成分進行介紹.然后闡述針對不同的雙相不銹鋼焊接方法的選擇,焊接設(shè)備的選用,焊接材料的選擇,焊接工藝參數(shù)的制定等等.最后以2205雙相不銹鋼為例

5、重點闡述其焊接工藝研究。關(guān)鍵詞：焊接工藝;焊接參數(shù);焊條電弧焊。the welding process of duplex stainless steelabstract duplex stainless steel is made of austenite and ferrite two-phase structure composed by a certain percentage, which combines the performance of austenitic stainless steel and ferritic stainless steels. compare

6、d with the single phase stainless steel with high strength characteristics. in recent years, the rapidly expanding range of applications of duplex stainless steel, austenitic stainless steel has become the most powerful competitor in many applications. this paper introduces the definition of duplex

7、stainless steel, classification and performance as well as its internal organization and chemical composition, and specific chemical constituents for each presentation. then explained the choice for choosing different methods of duplex stainless steel welding, welding equipment, finally in 2205 as a

8、n example focuses on the selection of welding parameters for welding materials, etc. to develop their research welding process.keyword:welding process; process parameters; smaw目 錄摘要abstract第1章 雙相不銹鋼·················

9、··········································11.1 雙相不銹鋼的定義和分類·····&#

10、183;············································11.1.1 雙相不銹鋼的定義···

11、;··················································

12、;11.1.2 雙相不銹鋼的分類···············································&#

13、183;·····11.2 雙相不銹鋼的組織和性能·········································

14、3;········11.2.1 雙相不銹鋼的基本組織特征······································

15、83;······11.2.2 雙相不銹鋼的基本性能········································

16、3;········11.3 雙相不銹鋼的化學(xué)成分·······································&

17、#183;············2第2章 雙相不銹鋼的焊接···································

18、·················42.1雙相不銹鋼的焊接材料及選用······························&

19、#183;················42.1.1 雙相不銹鋼的焊接材料······························&#

20、183;···················42.1.2 對焊縫金屬的要求····························

21、;··························42.1.3 焊接材料的選用·····················

22、83;··································52.2 雙相不銹鋼的焊接方法·············

23、·······································62.2.1 焊接方法的選擇········

24、3;···············································62.2.2 雙相不銹鋼常用的焊

25、接方法··············································72.2.3 多層焊和工藝焊縫·

26、··················································

27、···82.2.4 幾種雙相不銹鋼焊接接頭的性能··········································82.3 雙相不銹

28、鋼的焊接工藝要點················································92.4

29、 雙相不銹鋼焊縫金屬的力學(xué)性能···········································10第3章 saf2205雙相不銹鋼的焊接·

30、···········································113.1 saf2205雙相不銹鋼的概述···

31、83;············································113.2 saf2205雙相不銹鋼的焊接特點·

32、3;··········································123.3 saf2205雙相不銹鋼的焊接技術(shù)····

33、;········································123.4 saf2205雙相不銹鋼的焊接方法······

34、······································133.4.1 saf2205雙相不銹鋼焊接方法概述·······

35、3;·······························133.4.2 saf 2205雙相不銹鋼的焊條電弧焊··············&

36、#183;·······················133.4.3 saf 2205雙相不銹鋼的埋弧焊······················

37、····················163.4.4 2205雙相不銹鋼的tig焊··························&#

38、183;···················17結(jié)論·····························

39、3;·········································19參考文獻·······

40、3;·················································

41、3;·········20致謝········································

42、·······························21插圖清單圖 2-1 2205雙相不銹鋼的金相組織··············

43、3;······························11表格清單表 1-1 各類型雙相不銹鋼的化學(xué)成分···············

44、83;····························3表 2-1 雙相不銹鋼的焊接材料熔敷金屬的化學(xué)成分·················&

45、#183;··············4表 2-2 各類雙相不銹鋼焊接材料的選用·······························

46、3;··········6表 2-3 典型的雙相不銹鋼推薦的最佳的焊接線能量和層間溫度······················7表 2-4 焊縫金屬中的n含量和奧氏體含量·········

47、;······························8表 2-5 焊縫金屬中的鐵素體含量、化學(xué)成分和力學(xué)性能···············&

48、#183;··········9表 3-1 00cr22ni5mo3n雙相不銹鋼的化學(xué)成分··································&

49、#183;11表 3-2 00cr22ni5mo3n雙相不銹鋼的室溫力學(xué)性能·······························11表 3-3 saf2205雙相不銹鋼焊縫金屬沖擊功技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)·······

50、83;·····················12表 3-4 saf2205雙相不銹鋼熔敷金屬化學(xué)成分························

51、;···········14表 3-5 saf2205雙相不銹鋼熔敷金屬力學(xué)性能··································&

52、#183;14表 3-6 焊條電弧焊焊接參數(shù)··············································&#

53、183;····14表 3-7 焊條電弧焊焊接接頭鐵素體含量及性能···································15表 3-8 avesta2205/ avesta805熔敷金屬化學(xué)成分

54、······························16表 3-9 avesta2205/ avesta805熔敷金屬力學(xué)性能··············

55、;················16表 3-10 2205雙相不銹鋼saw焊焊接參數(shù)·····························

56、83;·········16表 3-11 焊接接頭性能······································

57、··················16表 3-12 tig焊熔敷金屬化學(xué)成分····························

58、83;·················17表 3-13 tig焊熔敷金屬力學(xué)性能·····························

59、·················17表 3-14 tig焊焊接參數(shù)······························&

60、#183;·······················18第1章 雙相不銹鋼1.1雙相不銹鋼的定義和分類1.1.1雙相不銹鋼的定義所謂雙相不銹鋼是在其固溶組織中鐵素體相與奧氏體相約各占一半，一般量少相的含量也需要達(dá)到30%。在含c較低的情況下，cr含量在18%28%，ni含量在3%10%。有些鋼還含有mo、cu、nb、ti、n等合金元素。該類鋼兼有奧氏體和鐵素體不銹

61、鋼的特點，與鐵素體相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475脆性以及導(dǎo)熱系數(shù)高，具有超塑性等特點。與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應(yīng)力腐蝕有明顯提高。雙相不銹鋼具有優(yōu)良的耐孔蝕性能，也是一種節(jié)鎳不銹鋼。1.1.2雙相不銹鋼的分類雙相不銹鋼一般可分為四類：第一類低合金型，代表牌號unss32304，鋼中不含鉬，pren：24-25，耐應(yīng)力腐蝕方面可代替aisi 304或是316使用。第二類中合金型，代表牌號unss31803，pren：32-33耐蝕性能介于aisi316l和6%mo+n奧氏體不銹鋼之間。第三類

62、高合金型，一般含25%cr，還含有鉬和氮，有的還含有銅和鎢，標(biāo)準(zhǔn)牌號有unss32550，pren：38-39耐蝕性能高于22%cr雙相不銹鋼。第四類超級雙相不銹鋼型，含高鉬和氮，標(biāo)準(zhǔn)牌號有unss32750，有的也含鎢和銅，pren>40可使用于苛刻的介質(zhì)條件，具有良好的耐蝕與力學(xué)綜合性能，可與超級奧氏體不銹鋼相媲美1。（注：pren：孔蝕抗力當(dāng)量值）1.2雙相不銹鋼的組織和性能1.2.1雙相不銹鋼的基本組織特征雙相不銹鋼是由40%60%的鐵素體加體積分?jǐn)?shù)為60%40%的奧氏體組成的，因此又稱奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼。雙相不銹鋼兼具奧氏體不銹鋼具有的優(yōu)良的塑性、韌性與鐵素體系不銹鋼具有

63、的抗應(yīng)力腐蝕裂紋性能。此外，由于其組織是雙相的微細(xì)化組織，所以，與單相組織的不銹鋼相比較，具有強度高的特征（屈服強度是耐腐蝕性能相當(dāng)?shù)母吆辖鸹瘖W氏體不銹鋼的2倍）。由于雙相不銹鋼具有奧氏體和鐵素體雙相組織結(jié)構(gòu)，因而那它也兼有奧氏體不銹鋼和鐵素體不銹鋼的特點，雙相不銹鋼與鐵素體和奧氏體不銹鋼相比，具有無可比擬的特點。與鐵素體不銹鋼相比，奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的韌性高、脆性轉(zhuǎn)變溫度低、耐晶間腐蝕性和焊接性均顯著提高;同時，它也保留了鐵素體不銹鋼的一些特點，如475脆性、在鐵素體中析出相的脆化現(xiàn)象、熱導(dǎo)率高、線漲系數(shù)小、具有超塑性、有磁性等。與奧氏體不銹鋼相比，奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼的強度高，特

64、別是屈服強度高，且耐晶間腐蝕、耐應(yīng)力腐蝕、耐疲勞腐蝕等有明顯改善。目前用它替代奧氏體不銹鋼作為耐應(yīng)力腐蝕設(shè)備的材料已成為趨勢。1.2.2雙相不銹鋼的基本性能 所謂雙相不銹鋼即其金屬組織為奧氏體和鐵素體各約占一半，或者其中之較少相的含量至少也有30%的不銹鋼。因此，雙相不銹鋼的性能也是綜合了奧氏體和鐵素體組織的性能。將奧氏體不銹鋼所具有的優(yōu)良的韌性和焊接性與鐵素體不銹鋼的高強度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性結(jié)合在一起2。奧氏體-鐵素體雙相不銹鋼具有如下的基本性能：有良好的耐氯化物應(yīng)力腐蝕裂紋的能力。有較好的抗點蝕縫隙腐蝕性能，優(yōu)于奧氏體不銹鋼。有良好的耐腐蝕疲勞和耐磨損腐蝕性能。結(jié)合力學(xué)性能好。有較高的強

65、度，屈服強度是18-8型奧氏體不銹鋼的約兩倍。 焊接性好，熱裂傾向小。一般不需要焊前預(yù)熱和焊后熱處理，可與18-8型奧氏體不銹鋼及碳鋼進行異種鋼焊接。低鉻的雙相不銹鋼熱加工溫度范圍比18-8型奧氏體不銹鋼寬，抗力小，高鉻的雙相不銹鋼熱加工比18-8型奧氏體不銹鋼難。雙相不銹鋼比18-8型奧氏體不銹鋼加工硬化效應(yīng)大。與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的熱導(dǎo)率大，線漲系數(shù)小。仍有高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆化傾向，不宜在高于300的溫度下使用。若鉻含量較低，脆性相析出的危害性較小。1.3雙相不銹鋼的化學(xué)成分 雙相不銹鋼一般可分為四類，按其分類，各類型雙相不銹鋼的化學(xué)成分如表1-1所示：表1-1雙相不銹鋼的

66、化學(xué)成分表【2】類別標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)牌號化學(xué)成分1%孔蝕當(dāng)量低合金型uns s32304saf23040.032340.10.10.224w.nr1.4362ur 35nss 2327中合金型unssaf22050.032252.80.1532/33ss 2377ur45n+0.0322.863.30.1835/36uns s315003re600.0318.552.70.129wnr1.4417a903uns s 3290010re510.08254.51.530w.nr1.4460ss 2324aisi 329ur500.06217.52.51.529uns s32950carp7mo+0.032

67、74.81.750.2535高合金型uns s32550ferralium0.0525630.181.83738uns s31250dp30.0325730.160.537ur47n0.03256.530.2238/39w.nr14507ur52n0.03256.530.171.538vs250.03256.530.1838超級ddsuns s32760zeron1000.032573.50.240.70.74041.5w.nr1.4501uns s32750saf25070.032573.80.2841w.nr1.4410ur47n+ss 2328uns.s32550ur52n+0.0325

68、73.50.251.541w.nr1.4507uns.s32740dp3w0.03730.2723942.5第2章 雙相不銹鋼的焊接2.1雙相不銹鋼的焊接材料及選用2.1.1雙相不銹鋼的焊接材料雙相不銹鋼的焊接材料列入標(biāo)準(zhǔn)的不多，目前國內(nèi)外已開發(fā)出各種雙相不銹鋼用的焊接材料，具體有電弧焊用焊條。氣體保護焊用實心焊絲和藥芯焊絲。埋弧焊用焊絲和焊劑、堆焊用焊絲和焊帶等。表2-1所示為國外（以瑞典sandvik公司為代表）常用雙相不銹鋼所采用的填充材料的牌號及典型的化學(xué)成分。表2-1瑞典研制的雙相不銹鋼的焊接材料熔敷金屬的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）【3】類別牌號csimnsmaxpmaxcrnimon實芯

69、焊絲22.8.3.l0.020.51.60.0250.0302393.20.1625.10.4.l0.020.30.4259.54.00.25藥芯焊絲22.9.3lt0.020.61.522.593.00.15焊條22.9.3lr0.80.82293.00.1322.9.3lb0.50.7259.54.00.2525.10.4lb0.80.82293.00.1525.10.4lb0.040.50.7259.54.00.252.1.2對焊縫金屬的要求盡管說雙相不銹鋼是由奧氏體-鐵素體這兩相組成，但實際上，一般來說，焊縫金屬并不是各占一半，而是奧氏體占優(yōu)勢。因為若鐵素體占優(yōu)勢，鐵素體組織晶粒粗大，

70、部分鐵素體會轉(zhuǎn)變?yōu)槎螉W氏體2。因為，鐵素體中c、n的溶解度低，將可能造成cr的c、n化合物的析出，引起焊縫金屬的脆化和耐腐蝕性下降。但若焊縫金屬中奧氏體含量過高，必須提高ni含量，這樣焊縫金屬的結(jié)晶將是的轉(zhuǎn)變，造成鐵素體含量太低，焊縫金屬的強度必然下降。又由于cr、mo在、中的溶解度的不一樣，cr、mo在相的過分集中而易于析出脆性相。實踐證明，雙相不銹鋼焊縫金屬中有60%70%的奧氏體，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性?？梢杂行У姆乐筩、n化合物和二次奧氏體2的析出，而提高韌性和耐腐蝕性及細(xì)化晶粒，由于大部分鐵素體在冷卻時間要轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，可以形成較細(xì)的亮相組織，提高焊縫金屬的韌性和抗裂性。由于

71、奧氏體占優(yōu)勢，使得cr、mo、ni等合金元素在兩相中分配比例適當(dāng)，避免兩相成分差異太大。對于一些超級雙相不銹鋼，脆性的相析出比較敏感，奧氏體占優(yōu)勢可以有效地防止相析出。2.1.3焊接材料的選用 在雙相不銹鋼研究初期，大多采用奧氏體焊接材料，如e309sil、e309mol/e316l等。這種奧氏體焊縫金屬基本上能滿足一些雙相不銹鋼的需求，至今仍有應(yīng)用。但是，焊縫金屬與母材在化學(xué)成分和組織上的差異，焊縫金屬的強度比母材低，耐腐蝕性也不匹配3?，F(xiàn)在，國內(nèi)外已研制出適應(yīng)于各種雙相不銹鋼的焊接材料，其特點是焊縫金屬組織為奧氏體占優(yōu)勢的鐵素體-奧氏體雙相組織，主要耐腐蝕元素（cr、mo等）含量與母材相當(dāng)

72、，從而保證焊縫金屬與母材有相當(dāng)?shù)哪透g性。為了保證焊縫金屬中奧氏體含量，通常都要提高其ni和n的含量，也就是提高約2%4%的鎳當(dāng)量。在雙相不銹鋼母材中，一般都有一定的n 含量，在焊接材料中也應(yīng)有一定的n含量，但一般不宜太高，否則會產(chǎn)生氣孔。因此，焊接材料的ni含量比母材高就是一個主要差別。由于雙相不銹鋼發(fā)展時間不長，各國和不同廠家對焊接材料的選用差別較大，表2-2所示為我國和瑞典等各國選用的與母材相匹配的雙相不銹鋼焊接材料。表2-2各類雙相不銹鋼焊接材料的選用【4】類型母材焊接方法aws國內(nèi)瑞典英國cr1800cr18ni5mo3si3re60tigmiger309molh00cr25nil3

73、mo3-h00cr20nil0mo3焊條電弧焊e309mole309mol-a022si00cr18ni6mosinbtigmig-h00cr18nil4mo2-h00cr20nil0mo6焊條電弧焊-e306l-e309molcr2200cr21ni5tisaf2304tigmiger2209-23.7ler329n22.8.3l焊條電弧焊e2209e220923.8lr-e309mol22.9.3lr00cr22ni5mo3nsaf2507tigmiger2209h00cr22ni8mo3n22.8.3ler329n焊條電弧焊er2209te220922.9.3lr2205xks22.9.

74、3lbultramet2205fcawe2209e309mol22.9.3ltsupercode220525-9-2注：fcaw-藥芯焊絲電弧焊；l-焊絲；lr-鈦型焊條；lb-堿性焊條；lt-藥芯焊絲2.2 雙相不銹鋼的焊接方法2.2.1 焊接方法的選擇由于雙相不銹鋼自身的冶金特點，在選擇焊接方法上應(yīng)注意一下幾點：1.焊接能量和層間溫度。過低的焊接線能量會使奧氏體的轉(zhuǎn)變量減少，甚至于會抑制焊后冷卻過程中的鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，而得到單相鐵素體組織，使其失去雙相不銹鋼的特點，使用性能大大降低。因此，激光焊、電子束焊和等離子焊等高能束焊不適于焊接雙相不銹鋼。過高的焊接線能量會使焊縫金屬及焊接熱影

75、響區(qū)過熱區(qū)的晶粒粗大，韌性降低。smaw、tig、mig可用來焊接雙相不銹鋼。為了獲得雙相不銹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2-3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2-3焊接線能量和層間溫度【5】鋼的牌號線能量/（kj/cm）層間溫度/saf2304525<250saf2205525<250saf2507215<1502.適宜采用多層焊，多道次，低熔合比。3.適宜采用焊后熱處理。因為焊后熱處理存在諸多困難，生產(chǎn)上難以實現(xiàn)。固溶處理的溫度太高（100

76、01050），生產(chǎn)上難以實現(xiàn)。另外，中溫處理會導(dǎo)致脆化相析出，韌性和耐腐蝕性降低。2.2.2雙相不銹鋼常用的焊接方法2.2.2.1 焊條電弧焊焊條電弧焊適用于全位置焊接。對于雙相不銹鋼而言，鈦型焊條比堿性焊條的焊接工藝性好，尤其是脫渣性好，這一點對多層焊很重要，可以提高效率和避免夾雜。但是，鈦型焊條比堿性焊條得到的焊縫金屬的韌性較差。所以，對于焊件有低溫性能要求時應(yīng)采用堿性焊條。2.2.2.2 鎢極惰性氣體保護焊 tig焊常用于根部焊道的焊接或自動焊接，也常用于薄板或管板接頭的焊接。tig 焊能夠保證焊件有良好的力學(xué)性能，特別是低溫脆性。一般tig焊的熔敷效率較低，即使自動焊也如此。tig焊時

77、應(yīng)采用純ar或ar+2% n2作為保護氣體。但v型坡口根部焊接且雙面成型時，背面需用保護氣體保護，且用ar+5%n2作為保護氣體。因為焊縫表面容易失n。應(yīng)當(dāng)推薦使用ar+n2混合氣體作為雙相不銹鋼tig 焊的保護氣體。因為正如前面已經(jīng)提到的那樣，為了保證雙相不銹鋼焊縫金屬中奧氏體占優(yōu)勢，焊縫金屬的鉻當(dāng)量/鎳當(dāng)量之比應(yīng)比母材小。若使用ar+n2混合氣體，則可使焊縫金屬增n，n是強奧氏體形成元素，焊縫金屬增n就等于增大了鎳當(dāng)量，間接地達(dá)到了使鉻當(dāng)量/鎳當(dāng)量之比變小的目的。實踐證明，在保護氣中加n2后，焊縫金屬中的n含量和奧氏體含量都增加了，如表2-4所示:表2-4 焊縫金屬中的n含量和奧氏體含變化

78、【5】母材焊接材料保護氣體焊縫金屬中的n含量焊縫金屬中的奧氏體含量saf250725.10.4l（n=0.25%）ar0.2355±4.5ar+n23%0.27-ar+n25%-67±4.0ar+n26%0.33-2.2.2.3 埋弧焊 埋弧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較大，可以通過調(diào)整坡口形式，正確的選用焊接線能量以及層間溫度，對熔合比加以控制。若厚壁件的焊接，前幾道由于熔合比較大，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(qū)發(fā)生脆化。這一點可以用調(diào)整焊接材料，即前幾道熔合比較大時，采用鎳當(dāng)量稍大的焊接材料。

79、2.2.3多層焊和工藝焊縫 采用wmaw法進行多層焊時，由于后道對前道的熱處理作用，焊縫金屬中的鐵素體會進一步轉(zhuǎn)變成奧氏體，成為以奧氏體占優(yōu)勢的兩相組織；毗鄰焊縫的焊接熱影響區(qū)組織中的奧氏體含量也會由于多次加熱而增多，從而使整個焊接接頭的組織和性能顯著改善。但是，若是多次加熱到中溫區(qū)，引起脆性相析出，也可能發(fā)生脆化。 由于上述原因，我們可以在焊完之后再熔敷一道工藝焊縫，以便對最后一道焊縫及其焊接熱影響區(qū)進行一次熱處理，以利于改善組織和提高性能。工藝焊縫最后可以經(jīng)過加工去除。2.2.4幾種雙相不銹鋼焊接接頭的性能耐點蝕性能雙相不銹鋼的點蝕率顯著低于奧氏體不銹鋼304l及316l。隨著雙相不銹鋼含

80、鉻量的提高，點蝕率下降。各鋼種焊接接頭的點蝕率與母材基本一致。焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)未出現(xiàn)集中腐蝕現(xiàn)象，但隨著溫度的升高，點蝕率增加。耐晶間腐蝕性能研究表明，00cr22ni5mo3n，00cr25ni6mo2n，00cr25ni7wcun三種鋼均無晶間腐蝕發(fā)生。00cr18ni5mo3si2鋼如果將相比例控制在各為50%時，也無晶間腐蝕發(fā)生。但當(dāng)相比例發(fā)生變化，鐵素體含量達(dá)到70%時，焊接接頭將發(fā)生晶間腐蝕，但也只有12個晶粒的深度。耐縫隙腐蝕性能。 研究表明，00cr22ni5mo3n鋼和00cr25ni7wcun鋼在焊縫及焊接熱影響區(qū)均未發(fā)現(xiàn)集中腐蝕現(xiàn)象，耐縫隙腐蝕性能良好。耐應(yīng)力腐蝕性

81、能 雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕性能是與其主要相組成鐵素體與奧氏體的平衡比例、分布狀態(tài)以及晶粒大小密切相關(guān)。在相比例相同條件下，細(xì)晶粒組織以及無方向性的第二相彌散分布也是提高耐應(yīng)力腐蝕性能的重要條件。研究表明，雙相不銹鋼耐應(yīng)力腐蝕性能較好。2.3 雙相不銹鋼的焊接工藝要點 從前面的分析可知，雙相不銹鋼（a-f型）的焊接要遵守一定的焊接工藝，關(guān)鍵的一點是要會在焊接熱影響區(qū)形成過多粗大的晶粒及析出氮化鉻等析出物。應(yīng)在焊接材料的選擇及焊接方法和焊接條件的配合上，使得焊縫金屬中鐵素體含量達(dá)到30%40%，否則，也應(yīng)使其焊縫金屬及焊接熱影響區(qū)的鐵素體含量在70%以下，不然的話，易于產(chǎn)生冷裂紋【6】。焊接含氮的雙

82、相不銹鋼的要點如下：1. 填充金屬應(yīng)當(dāng)用氮合金化，并且適當(dāng)添加ni含量。表2-5所示為含氮雙相不銹鋼焊縫金屬中的鐵素體含量、化學(xué)成分和力學(xué)性能表 2-5焊縫金屬中的鐵素體含量、化學(xué)成分和力學(xué)性能【6】編號鐵素體含量（%）焊接方法力學(xué)性能化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)%）0.2/mpab/mpa5（%）ak/jccrnimon其他11723smaw62778623.6630.03420.839.152.710.15-22936smaw62279223.1590.03622.218.812.820.13-34345smaw64480822.6460.03422.798.212.840.13-42837gmaw

83、60880926.8980.03722.528.513.030.14-52736smaw69889232.0400.04826.047.442.070.33mn4.50 注：smaw線能量911kj/cm;gmaw線能量2022 kj/cm，ar+2.5%co2，不預(yù)熱，層間溫度1001502.焊接時，焊縫金屬和焊接熱影響區(qū)過熱區(qū)的冷卻時間t不能太短。應(yīng)根據(jù)板厚選擇合適的焊接線能量，厚板的焊接線能量應(yīng)大些，薄板的焊接線能量應(yīng)小些。3.不加填充金屬的焊接應(yīng)予避免，因為焊縫金屬中易產(chǎn)生高鐵素體含量。4.如果焊接熱影響區(qū)較窄，而且晶粒細(xì)小，鐵素體含量也不高，其抗腐蝕性及韌性應(yīng)當(dāng)較好。5.應(yīng)當(dāng)使富ni

84、的填充金屬與低ni的母材的熔合比小，以避免焊縫金屬含ni量過低，鐵素體含量太高，熔合比以低于35%為好。6.焊接材料要按規(guī)定烘干和保存。7.要避免焊縫金屬擴散氫含量過高，以免誘發(fā)冷裂紋。8.一般不需要預(yù)熱，對厚大件可預(yù)熱到100150。9.厚度小于12mm的焊件，層間溫度不能大于150，厚度大于12mm的焊件，層間溫度不能大于180。10.焊件一般不需要固溶退火。11.應(yīng)在焊接過程中檢測鐵素體含量，以便控制之。12.不可在母材或焊縫金屬上引弧。因為引弧區(qū)冷卻速度太大，易導(dǎo)致引弧區(qū)鐵素體含量太高，易超過80%。易導(dǎo)致引弧區(qū)抗腐蝕性降低。13.非合金鋼或低合金鋼與雙相不銹鋼焊接可采用雙相不銹鋼的填

85、充金屬。奧氏體鋼與雙相不銹鋼焊接也可采用雙相不銹鋼的填充金屬。2.4雙相不銹鋼焊縫金屬的力學(xué)性能 由前所知，鐵素體含量為30%時，可獲得令人滿意的力學(xué)性能，并具有良好的抗腐蝕性。當(dāng)加入mn，并將n提高到w 0.35%左右時，屈服強度可提高到700mpa。為了防止長期工作產(chǎn)生475脆化，雙相不銹鋼和焊件的工作溫度應(yīng)在280以下。 第3章 saf2205雙相不銹鋼的焊接3.1 saf2205雙相不銹鋼的概述 saf2205雙相不銹鋼是中合金雙相不銹鋼，它是瑞典的牌號，美國的牌號是uns s31803，我國的牌號是00cr22ni5mo3n，法國的牌號是ur 45n，日本的牌號是dp8.其化學(xué)成分及

86、力學(xué)性能分別見表3-1和3-2。表3-1 00cr22ni5mo3n雙相不銹鋼的化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）【7】鋼種cmaxsimnpmaxsmaxcrnimon00cr22ni5mo3n0.031.01.00.0350.0321235.56.52.53.5加saf22050.031.02.00.030.02225.53.20.18w-nr.1.44620.031.02.00.030.0221234.56.52.53.50.080.20表3-2 00cr22ni5mo3n雙相不銹鋼的室溫力學(xué)性能【7】鋼種規(guī)格/mmb/mpa0.2/mpa5（%）ak/j硬度00cr22ni5mo3n20棒材6804

87、5025150約20hrcsaf2205壁厚20管材68088045025-約260hv毛坯厚200鍛材68088041025-約260hv 其力學(xué)性能與鋼板的回火溫度有關(guān)，回火溫度越高，強度越低?；鼗饻囟葹?00時，屈服強度為400mpa，抗拉強度為650mpa。a圖3-1 2205雙相不銹鋼的金相組織圖【8】 圖3-1所示為2205雙相不銹鋼的金相組織（腐蝕劑30gkoh+30gkfe（cn）6+100mlho），雙相不銹鋼的金相組織由鐵素體（黑色）和奧氏體（白色）二相組成，具有體積分?jǐn)?shù)大體相等的特征。 氮在強化2205雙相不銹鋼中起著重要的作用，但當(dāng)?shù)暮砍^0.2%時，由于氮的間隙固

88、溶強化使得奧氏體的強度大于鐵素體。增加鐵素體的含量，會導(dǎo)致沖擊韌性降低，也導(dǎo)致氮在鐵素體中的析出，生成氮化鉻，因為氮在鐵素體中比在奧氏體中的溶解度低。冷加工能降低2205雙相不銹鋼的沖擊韌性，提高脆性轉(zhuǎn)變溫度。而在280350區(qū)間過度時效也會導(dǎo)致韌性降低。 近年來，雙相不銹鋼應(yīng)用范圍迅速擴大，目前，雙相不銹鋼主要應(yīng)用在海水等含氯離子腐蝕的環(huán)境，在石油化工、近海工程、船舶建設(shè)等領(lǐng)域正在不斷推廣應(yīng)用。國際上一些主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對saf2205雙相不銹鋼焊縫金屬沖擊功的要求見表3-3.表3-3 2205雙相不銹鋼焊縫金屬沖擊功的要求【8】技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗溫度/akv/jdnv（制造業(yè)）-2027spie-capag-2040nam/nl-2041norsok/n-4627shell/uk-50273.2 saf2205雙相不銹鋼的焊接特