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良的耐腐蝕高強度和易于加工制造等諸多優異性能的鋼種。它與奧氏體不銹鋼制造有許多相似之處，但也有重要區別。雙相不銹鋼在焊接方面，它與奧氏體不銹鋼的區別是，奧氏體不銹鋼的焊縫凝固過程中易產生熱裂傾向。而雙相不銹鋼具有非常好的抗熱裂性，焊接時很少考慮熱裂。雙相不銹鋼焊接最主要的問題是熱影響區而不是焊縫金屬，熱影響區的問題是耐蝕性、韌性降低或焊后開裂。焊接時重點是考慮使在450~850℃溫度范圍內的停留時間最短。

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，應考慮與母材化學成份和力學性能性相配備的焊接材料。焊接材料所焊的熔敷金屬強度、塑性和沖擊韌性都不能低于被焊鋼種的最低值。還應把焊縫可能產生的缺陷、焊接工藝、焊接規范、坡口形式和焊接設備等因素考慮在內。根據雙相不銹鋼SA-240（S31803）的特點，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，其特點也具有較高的抗拉強度和良好的抗應力腐蝕能力或抗點腐蝕性能。②氣體：采用氬氣，其純度為99.95%以上。
2 焊接設備采用美國米勒公司的（Syncrowave250）鎢極氬弧焊機。焊接不銹鋼時采用（GTAW）焊直流正接（DCEN），電極為負極，工件為正極。電極采用￠2.4mm2%釷鎢極（AWS 5.12規范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，用等離子切割設備進行常規加工。
3.2 坡口加工雙相不銹鋼的接頭設計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范圍內用丙酮或酒精等清理干凈。

4 焊接工藝焊接工藝的制定應根據母材與焊材的可焊性來選擇適當的焊接工藝規范。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，背面應采用氣體保護，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，以使后續焊道的熱影響區有足夠時間冷卻。
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℃停留時間太長，可能會產生晶間腐蝕和熱影響區的問題。所以層間溫度限于150℃以下可被面產生晶間腐蝕和提高熱影響區的耐腐蝕性和韌性。
4.2 氣體保護最常用的惰性氣體，有為純度99.95％或更高的干澡氬氣實施保護。焊接時應在起弧前幾秒鐘啟動氣體，滅弧后再保持幾秒，保持時間最好足夠使焊縫和熱影響區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，焊縫背部使用氣體擴散網（小孔氣篩）氣體流速為12～18L/min的純氬保護。
5 焊接操作根據工藝要求，用（GTAW）焊接，正背面均采用99.99％Ar氣作保護，焊縫定位焊，在對接處一側引弧，在把電弧拉至始焊部位，焊槍橫向擺動，待金屬熔化時連續填絲進行焊接。定位焊長度應不小于是15mm，在焊接填充根部第一道焊時將填充金屬的起點和終點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，焊絲與工件給進夾角為150～250。第一道焊時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。焊接第二至七層應采用多道焊，盡量減少坡口焊道內的紅熱溫度停留時間，層間溫度控制在80～150℃以內，直至坡口填滿。
6 焊后熱處理雙相不銹鋼不需要進行熱處理。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①焊后焊縫外觀檢查：用肉眼或數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探傷標準和ASME-Ⅸ卷QW-191探傷標準拍片合格。③力學性能試驗：根據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，經過對試樣進行拉伸、彎曲、硬度、金相等力學性能試驗。
8 結論檢驗結果表明，雙相不銹鋼采用手工鎢極惰性氣體保護焊（GTAW）焊接，對ASME SA-240（S31803）雙相不銹鋼板做了焊接工藝評定。試驗結果表明，該焊接方法所評定出焊縫的性能能夠得到保證，其焊接工藝評定報告（PQR）和焊接工藝指導書（WPS）是合格的。在實際生產中是可行的。