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宏盛特钢技术人员分析双相不锈钢的焊接性问题
发布者: 发布时间:2020/3/17 阅读:32

  对于双相不锈钢焊接,除了氧乙炔焊外,一般常规的焊接方法都能对其进行很好的焊接试验。不论板材或管道在焊接前都不要进行预热处理,焊后性能也能满足使用要求,也不要增加工序进行热处理重新调整接头内组织形态和含量。通常焊接的道德接头表面成型良好不会出现裂纹等缺陷。由母材的特性可知板材在较高温度或较低温度下都会有有害相析出,所以工作中环境温度的控制需要特别重视。


   浙江宏盛特钢有限公司技术人员采用埋弧焊焊接双相不锈钢,研究表明σ相在热影响区融合线边缘消失,但是后续的热处理过程中在焊缝中心增加,γ相在焊缝中心反而下降。采用手工焊条电弧焊焊接双相不锈钢和低合金钢种,研究表明接头力学性能均优于两种母材,但焊缝耐点蚀性能比双相不锈钢差。研究了σ相在GTAW焊接双相不锈钢中析出情况,研究表明热输入不变的情况下,冷却速度或过冷度会对接头产生显著影响。采用手工焊条电弧焊焊接2205双相不锈钢,研究结果显示选用合理的焊接工艺,操作得当,接头中尤其焊缝在空冷的条件下可以得到合适的两相比,冷却至室温后接头也不会产生次生相。


   宏盛特钢分别采用手工焊条电弧焊(SMAW)和钨极氩弧焊(GTAW)两种焊接方法对2205双相不锈钢管材进行焊接,对焊接得到的接头进行微观组织观察和力学性能测试。通过对比两种焊接方法检测数据,分析得出:两种焊接方法对得到接头的两相比都有各自的影响规律,力学性能也存在差别;GTAW时较高的热输入辅以氮气能使接头奥氏体含量大幅提升,且比SMAW得到的两相比例更合理,由于两相比的缘故,SMAW接头的力学性能较GTAW差。对于热影响区组织粗大,性能较差的缺点,利用热模拟试验分析热循环曲线对热影响区微观组织析出的影响规律。实验表明热影响区组织受到热循环曲线的最高温度和冷却速度综合影响,最高温度超过相变温度,组织溶解重新析出,但析出过程中冷却速度快奥氏体含量就会大幅下降,冷却时间延长会降低铁素体含量,多次热循环对组织含量影响很大。


   对焊材添加进行了深入分析,有别于搅拌摩擦焊、激光自熔焊、电阻焊这些不需要使用焊材就能焊接的方法,焊材的使用会严重影响焊缝的合金元素分布。研究表明焊材中镍元素的含量要比母材镍元素含量高才能保证焊缝生成足量奥氏体,但过高的镍元素又会在焊缝中形成明显的元素偏析,造成组织不均匀的缺陷。测试了双相不锈钢的耐点蚀性能,研究显示双相不锈钢能很好地在浓度较高的含氯离子溶液中使用,而不出现点蚀现象,表明双相不锈钢抗腐蚀性能较强。分析了冷却速率对焊缝双相比的影响,如图所示,由图可知,冷却速度比较低时焊缝中奥氏体含量将显著增加,但这也会使奥氏体组织变得粗大,此外延长冷却时间也会增加ζ相等有害二次相的析出概率。


   利用GTAW和LBW两种焊接方法对厚度6.4mm的2205双相不锈钢焊接接头进行了力学和腐蚀性能的研究。研究表明GTAW焊接的最佳工艺参数为焊接电流110A、电压12V、焊接速度0.15m/min、氩气气体流量15L/min,而LBW的最佳参数为焊接速度0.5m/min、离焦量0.0mm、氩气气体流量20L/min、激光最大输出功率8KW,焊接工艺对于获得满意的焊缝性能有重要作用。与GTAW相比,LBW焊接接头中熔合区尺寸显著减小。与LBW相比,GTAW由于焊接热输入的增高使得两相比接近母材,LBW焊接接头的性能优于GTAW焊接接头,特别是耐腐蚀性,焊接接头的性能主要受到熔合区尺寸大小的影响而不是两相比。

    
  利用EBW对2205双相不锈钢进行焊接,研究表明EBW属于高密度高能量的焊接方法,焊接时降低接头冷却速度会使接头中奥氏体含量明显改善,接头中合金元素分布也更加合理;在此基础上,又进行了LBW和EBW两种焊接方法对比试验,表明改变镍、氮元素含量对接头中奥氏体相析出有重要影响,这两种元素通过改变奥氏体含量还能间接改变接头组织形貌以及力学性能,但是对显微硬度影响较小。利用激光光束的热效应对LBW焊接后的双相不锈钢接头进行热处理,研究表明选用合理的工艺参数进行接头热处理,能够显著改善接头微观组织形态,以及两相中的合金元素的含量,从而使接头具有更好的力学性能和耐腐蚀性能。

 

 
 

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