首 页 关于宏盛 产品展示 新闻中心 质检设备 质保体系 客户案例 留言反馈 联系我们
 
新闻中心
News Center 当前位置:首 页 >>
企业资讯
双相钢牌号
双相不锈钢
2205不锈钢管
2507不锈钢管
S31803不锈钢管
S32205不锈钢管
S32750不锈钢管
双相不锈钢管
超级双相不锈钢管
不锈钢常识
联系我们
电话:0578-8687988
手机:136 6655 9026
邮箱:zjhstg@126.com
地址:浙江省丽水市松阳不锈钢管产业基地卯山路10号
双相不锈钢与异种金属的焊接研究现状分析
发布者: 发布时间:2020/3/9 阅读:72

  随着双相不锈钢的发展,有关其组织、力学性能、耐腐蚀性能和焊接性能的研究逐渐深入。为了进一步扩大该类材料在实际生产中应用范围,降低生产成本,提高产品的市场竞争力,在使用过程中,经常会遇到双相不锈钢与其它金属材料之间的异种金属焊接。对双相不锈钢与异种金属的焊接性进行研究,主要是要求焊后的接头具有较好的力学性能及耐蚀性能。由于两种不同的母材具有不同的化学成分和组织结构等,这就使异种金属的焊接具有一定难度。目前,有关双相不锈钢与异种金属的焊接工艺、焊接性以及接头的耐腐蚀性能,国内外已有一些关于这方面的研究报道。


   浙江宏盛特钢有限公司针对S31803双相不锈钢换热管与316L异种钢,从焊接性分析、焊接方法和焊接材料的选择、焊接工艺参数优化、以及焊缝金相组织等方面进行了工艺试验及分析研究,确定了合适的焊接工艺并成功应用于冷凝器设备的制造。宏盛特钢研究了双相不锈钢与合金钢异种金属的焊接工艺,可在一定程度上为双相不锈钢异种金属的焊接提供技术指导。

 

   同时也研究了双相不锈钢SAF2205与微合金钢X65的熔化极气体保护焊接。文献中选用V型坡口,采用熔化极惰性气体保护焊,短路过渡方式,以ER2209作为填充材料进行单面焊接,焊接时严格控制层间温度。通过宏观拉伸、缺口拉伸和低温冲击实验测试了接头的力学性能,结果表明,获得了具有良好力学性能的异种钢焊接接头。对焊接接头不同区域的微观组织观察和成分分析表明,微合金钢热影响区与焊缝金属间存在异种金属熔合线和第二类边界线,两者之间存在异金属熔合区,熔合区中Ni、Cr元素呈浓度梯度分布,且硬度高于两侧的焊缝和母材。此外,分别在5.5%NaCl、3.5%NaCl及含饱和CO2的3.5%NaCl 溶液中测量异金属焊接接头各部位的腐蚀电位和极化曲线,发现双相不锈钢焊缝的自腐蚀电位略高于母材,远高于低合金钢母材和热影响区。文中较为全面、系统的分析了异种接头的焊接性。 文献[33]对超级双相不锈钢SAF2507/UNSS32750(00Cr25Ni7Mo4N)与奥氏体型不锈钢321 (1Cr18Ni9Ti)管板异种金属焊接接头的不同部位的组织形态、相组织分布进行了研究。超级双相不锈钢SAF2507是一种固溶组织为铁素体和奥氏体各约占50%的双相钢,为了充分发挥它优异的耐蚀性能和力学性能,关键在于焊接接头应具有合理的双相比例。研究结果表明,对于SAF2507和321异种金属焊接接头来说,不同位置的相组织分布变化较大,检测的位置包括每道焊缝、焊缝之间的影响区及两侧热影响区。检测结果显示,第一道焊缝底部与第二道焊缝表面的铁素体含量都未超过70%,两道焊缝之间影响区的铁素体含量在50%~60%之间,热影响区的铁素体含量在55%~65%的范围内,表明焊接接头的相比例可以使接头具有良好的耐蚀性能。 张秉刚等人[34]研究了双相不锈钢与铬青铜的电子束焊接,探索了新方法用于双相不锈钢与异种金属的焊接。文中建立了铬青铜与双相不锈钢电子束熔钎焊接头形成的物理模型,并对其形成过程进行了分析,可为制定合理的焊接工艺、获得高质量接头提供理论和技术指导,文中给出了合适的工艺试验参数,为异种金属的焊接开辟了一条新路。


  浙江宏盛特钢有限公司分别研究了2205双相不锈钢和碳钢的爆炸焊工艺和扩散连接工艺,通过对接头进行剪切和冲击试验,结果表明,获得接头的强度能满足工程应用的要求,在一定程度上成功实现了双相不锈钢与异种金属的连接。在以碳钢为基体在其表面堆焊双相不锈钢,硬度测试表明,在靠近熔合界面处的硬度值较高,这是由于焊接时碳钢的稀释率较高,在靠近界面处形成一个硬化区,与此相邻的是软化区。对硬化区进行TEM分析,该区存在体心立方结构的马氏体和(或)Cr23C6,只有当硬化区中含有Cr23C6沉淀时才会产生软化区,且软化区具有一重要特征,即铬和镍含量下降。随着稀释率的增加,硬度的峰值上升,硬化区宽度增加,软化区中铬和镍的含量显著减少,若在碳钢表面先堆焊奥氏体不锈钢覆层,然后再与双相不锈钢焊接,则会显著减少或完全消除该硬化区和软化区。


  浙江宏盛特钢有限公司采用焊条电弧焊焊接双相不锈钢与低合金钢异种接头,发现在距熔合线约100um处出现“第二类边界线”,并把第二类边界线与熔合线之间的部分称为“凝固过渡层”,硬度测试表明,在该区域的硬度值较高,如图所示。研究表明,异种金属焊接时通常会在靠近焊缝侧出现“第二类边界线”。接头界面处“凝固过渡层”在碳钢与不锈钢的焊接过程中一般都能观察到,这是由于碳钢中的碳含量明显高于不锈钢焊缝金属中的碳含量,因此存在碳的浓度梯度,同时由于受到焊接热循环的作用,导致碳元素从碳钢一侧向焊缝金属中扩散,最终形成脱碳层;由于碳化物形成元素Cr会降低碳的活度系数,而在焊缝金属中含有大量的Cr元素,因此,碳在焊缝金属中的活度系数较小,导致其易向焊缝中扩散;晶体结构对碳的迁移也产生一定作用,碳在α-Fe中的活度系数大于碳在γ-Fe中的活度系数,因此在焊缝冷却结晶过程中,珠光体组织中的碳也会向焊缝扩散,过渡层的出现在碳钢和不锈钢异种金属焊接过程中是不可避免的。


   依据实验室文献资料记载,该区域的性能会发生明显变化,尤其是冲击韧性降低,在工程应用中,凝固过渡层通常是异种金属焊接接头的主要失效部位,因此,在焊接过程中尽量减少接头过渡层的宽度和熔合区化学元素的扩散对提高接头的性能有利。针对这种情况,国内外有学者经研究发现,采用“过渡连接”的焊接工艺或使焊缝中含有一定量的Ni可较显著地抑制碳元素的迁移,减少过渡层的宽度。采用焊条电弧焊(SMAW)方法,分别以E2209和E309作填充材料对SAF2205(UNS31803)和碳钢异种金属焊接接头的耐蚀性能进行了研究。通过比较在H2SO4溶液和NaC1溶液中基体金属和焊缝金属的不同点蚀行为,结果表明,对异种母材(DSS和CS)进行焊条电弧焊接时,使用E2209填充材料比使用E309能够使焊接接头具有更好的耐点蚀性能。

 

  

 
 

打印本页 || 关闭窗口
      
公司地址:浙江省丽水市松阳不锈钢产业基地卯山路10号  电话:0578-8687988  手机:136 6655 9026  传真:0578-8687955 联系人:刘磊
友情链接: