双相不锈钢是一种实际应用历史不长,但具有广阔前景的工程材料。简要介绍有关双相不锈钢焊接的基本知识和在S31803双相不锈钢设备试制中获得的经验和数据。双相不锈钢具有强度高,抗点腐蚀和缝隙腐蚀能力强及对应力腐蚀不敏感的优点,在石油天然气、化工和石油化工部门应用日渐增多。如聚丙烯装置中的干燥器、汽蒸罐和旋风分离器就是由双相不锈钢制造的。我国聚丙烯装置中使用的这类设备长期依赖进口。双相不锈钢生产和加工涉及复杂的冶金技术问题,世界先进国家为解决这些问题,经历了近半个世纪,至80年代后期才达到部分标准化的程度。美国焊接材料标准中首次列入双相不锈钢焊条和焊丝是在1992年和1993年,而且都仅有2个型号。

  大连南海压力容器制造厂,自1997年起参加了中国石化工程公司组织的聚丙烯装置中双相不锈钢设备国产化工作,有机会从事双相不锈钢的加工和焊接,取得了一定经验,并于1999年1月完成了国内首台干燥器的制造任务。

  双相不锈钢焊接性较差,解决双相不锈钢的焊接,涉及两方面问题。

  首先是需要维持适当相比例，双相不锈钢刚从液态凝固后的组织仅为铁素体相,奥氏体相是在随后冷却过程中逐渐形成的。焊接过程的冷却速度非常快,焊缝金属和热影响区奥氏体相含量不足,或铁素体相含量偏高是双相不锈钢焊接性问题之一。

  其次是在焊接过程中防止有害相析出，铁素体相在一定的高温范围内是不稳定的,能析出对韧性和抗腐蚀性有害的高铬碳化物、氮化物、金属间化合物和二次奥氏体相。解决双相不锈钢的焊接性问题,是通过控制焊接热输入量和调整焊缝金属化学成分这2条途径进行的。焊接区域冷却过快不利于奥氏体相的形成。目前焊接热输入量下限为5kJ/cm。增大焊接热输入量和提高预热温度有利于奥氏体相的形成,但延长了焊接区在高温下的停留时间,又带来了脆性相析出的危险。对焊接热输入量上限和层间温度的限制起初为15kJ/cm和150℃,以后放宽到了25kJ/cm和250℃。最近由于埋弧自动焊的应用,焊接热输入量提高到了60kJ/cm。

  单靠控制焊接热输入量还不能完全解决组织平衡和稳定的问题,尚需适当调整焊缝化学部分。目前焊接双相不锈钢的焊接材料都能保证熔敷金属的Ni含量比相应母材高4%元素有利于奥氏体相的形成。