双相不锈钢2205焊接工艺及注意事项

2022-10-22 08:58:16 103

1、第二代双相不锈钢(俗称标准双相不锈钢)具有超低碳、低氮、典型成分Cr5%Ni0.17%n和2205比代双相不锈钢更高的氮含量的特点,提高了高氯离子浓度酸性介质的抗应力腐蚀和抗点蚀能力。氮是一种强奥氏体形成元素。在双相不锈钢中加入氮不仅提高了钢的强度,而且对钢的塑性和韧性没有明显的损伤,而且抑制了碳化物的析出和延迟。

2、组织特征:温室中固体溶液中的奥氏体和铁素体占每个的约一半,具有双相组织特征。它保留了铁素体不锈钢的导体数量少、抗点蚀、裂纹和氯化物应力腐蚀等特点。具有韧性好、脆性转变温度低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性好等优点。

3、双相不锈钢的屈服强度和抗应力腐蚀性能几乎是奥氏体不锈钢屈服强度的1倍,在相同的压力等级条件下可以节省材料。奥氏体不锈钢的线膨胀系数低于奥氏体不锈钢,接近于低碳钢。使双相不锈钢与碳钢的连接更加合适,具有重要的工程意义。锻造和冷冲压都不如奥氏体不锈钢。

4、焊接性:双相不锈钢2205具有良好的焊接性,焊接冷、热裂纹敏感性小。通常焊前不预热,焊后不热处理。由于氮含量高,热影响区的单相铁素体倾向小,合理选择焊接材料时,此时控制焊接线能量,具有良好的综合性能。

5、热裂纹:热裂纹敏感性远低于奥氏体不锈钢。这是因为镍含量不高,易形成低熔点共晶的杂质很低,低熔点液膜不易产生。此外,高温下不存在谷物快速生长的危险。

6、热影响区的脆化:双相不锈钢焊接的主要问题不是焊缝,而是在热影响区内。由于热影响区在焊接热循环作用下处于快速冷却的非平衡状态,冷却后总是保留较多的铁素体,增加了腐蚀倾向和氢致裂纹(脆性)敏感性。

7、焊接冶金:在双相不锈钢的焊接过程中,在热循环作用下,在焊缝金属和热影响区的微观结构中发生了一系列的变化。高温下,双相不锈钢的金相组织均为铁素体,冷却过程中奥氏体析出。奥氏体析出的数量受多种因素的影响。

8、双相不锈钢焊接接头的力学性能和耐蚀性取决于能否保持合适的焊接接头比例。因此,围绕如何保证双面结构进行焊接。当铁素体和奥氏体量接近50%时,性能良好,基材的性能彼此接近。改变这种关系将降低双相不锈钢焊接接头的耐蚀性和力学性能。2205双相不锈钢铁素体含量为45%,铁素体含量低于25%时,强度和应力腐蚀开裂能力下降,过量铁素体含量大于75%也会影响耐蚀性,降低冲击韧性。

9、对比因素:焊接接头中铁素体和奥氏体的平衡不仅受钢中合金元素含量的影响,还受填充金属、焊接热循环和保护气体的影响。

10.合金元素的影响:根据研究和大量实验发现,基体材料氮是非常重要的。氮在保证焊后焊缝金属和热影响区形成足够的奥氏体中起着重要作用。氮(如镍)形成奥氏体值并膨胀奥氏体元素,但氮的能力也大于镍的能力,这可以防止焊接后单相的出现,并防止有害金属相的沉淀。由于焊接热循环的影响,自熔焊或填充金属成分与母材成分相同时,焊缝金属铁素体含量急剧增加,甚至出现纯铁素体组织。为了抑制焊缝中铁素体的过度增加,具有主要奥氏体的焊接金属是双相不锈钢的焊接倾向。通常,这两种方法是增加焊接材料中的镍或氮。通常,镍含量比基体金属高2%至4%,例如,2205填充金属的镍含量高达8%至10%。含氮钎料比只能提高镍钎料的效果,但氮的加入不仅可以延缓金属间的析出,而且可以提高焊缝金属的强度和耐蚀性。目前,填充材料通常在增加镍的基础上,然后加入具有相同含量的基础金属的氮。

11、双相不锈钢2205,采用Sandvik 22.8.3L(ER2209)焊丝进行TIG焊,采用Avesta 2205AC/DC焊条进行TIG焊,以满足焊接材料的要求。双相不锈钢2205和合金元素上的焊接材料的这些特点为焊接工艺参数的选择提供了一定的范围,即焊接线能量,这对焊接非常有利。

12、热循环:双相不锈钢焊接的特点是焊接热循环对焊接接头的结构有影响。无论是焊缝还是热膜星形区,都会发生相变,这对焊接接头的性能有很大的影响。因此,多层多道焊是有益的,后续的焊缝对前焊缝具有热处理作用,焊缝金属中的铁素体进一步转化为奥氏体,与焊缝相邻的热影响区的奥氏体相也增加,可以细化铁素体晶粒,减少碳化物和氮化物从晶体和晶界析出,从而显著提高了整个焊接接头的组织和性能。由于焊接热循环的影响,与介质接触的焊道应采用双相不锈钢焊接,这与奥氏体不锈钢焊接顺序的要求相反。

13 . 工艺参数的影响:焊接工艺的数量,即焊接线能量,对两相微观结构的平衡也起着关键作用.由于双相不锈钢在高温下是的铁素体,如果线能量太小,热影响区冷却速度太快,则在温室过冷条件下,奥氏体析出的过多铁素体将继续存在。如果线能量太大并且冷却速度太慢,尽管可以获得足够量的奥氏体,但它还将导致热影响区中铁素体的晶粒生长和有害金属相的沉淀等于0,从而导致接头脆化。为了避免上述情况,的措施是控制焊缝能量和层间温度,并使用填充金属。

14、保护气体的影响:钨极氩弧焊时,可在氩气中加入2%的氮气,防止由于扩散导致焊缝表面失去氮,有利于铁素体与奥氏体之间的平衡。