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双相不锈钢管多层焊工艺和焊接裂纹敏感性分析
发布者: 发布时间:2020/9/23 阅读:309

 浙江宏盛特钢有限公司采用焊条进行多层多道焊接双相不锈钢管时,后续焊道对前层焊道有热处理作用,焊缝金属中的铁素体进一步转变成奥氏体成为以奥氏体占优势的两相组织,毗邻焊缝的焊接HAZ组织中的奥氏体相也增多,从而使整个焊接接头的组织和性能显著改善。焊接终了,在双相不锈钢管焊缝表面再施一层工艺焊缝,这样可以对表层焊缝和邻近的焊接HAZ进行所谓的热处理,以利于改善组织,提高性能,工艺焊缝最后可经加工去除。如果附加工艺焊缝有困难,在制定焊接工艺时,尽可能考虑使最后一层焊缝处于非工作介质面上。

 

一、 熔合区的凝固裂纹敏感性

 

 近年来一些学者作出不锈钢的熔合区凝固裂纹敏感性与Creq/Nieq比值的函数关系曲线图。从图中可以看出,Creq/Nieq比值为1.5~2.0之间时,裂纹总长度最小,也就是说当焊缝金属处于两相凝固区时,对凝固裂纹最不敏感。SAF2205和Ferralium255(0Cr25Ni6Mo3CuN)双相不锈钢管的Creq/Nieq比值较高,属于铁素体凝固区,对凝固裂纹有一定的敏感性,但它低于单相奥氏体凝固区。255合金在焊缝金属凝固的最终阶段由于α/α晶界被低熔点富铜液体所浸润,比SAF2205钢容易形成凝固裂纹。国内外的焊接实践证明:对双相不锈钢管而言,焊接凝固裂纹不是要考虑的问题,只有在焊接高拘束的结构件时,例如大截面,才有可能发生开裂。

 

二、固态裂纹的敏感性

 

 最早讨论双相不锈钢管固态裂纹的机制时,认为具有低奥氏体含量的大截面(50mm厚)焊缝的塑韧性低,不足以吸收收缩应变能,穿晶裂纹很可能由于粗晶和475℃或σ相脆性引发。近期一些研究者考虑冷裂纹与双相不锈钢管对氢致延迟裂纹敏感有关。一般需要满足以下三个条件才会产生氢致裂纹:氢的存在、钢中有敏感相和高的拉应力。焊接过程中有时会存在这三条件,一般认为铁素体超过60%即有出现氢致裂纹的危险性。采用药芯焊丝焊接Ferralium255钢时,发现有氢致延迟裂纹敏感现象,分析其原因与药芯焊丝含氢量高,两相平衡及形貌有关;焊缝铁素体含量高时,奥氏体往往沿铁素体晶界形成网状,尽管氢在铁素体晶粒内扩散速度很快,但是晶界奥氏体却成为氢扩散的势垒,只有当奥氏体的比例占优势时,在铁素体晶粒内部奥氏体呈板条状,这种形貌的奥氏体将成为蓄氢穴,减少氢在铁素体中的扩散距离,缩短裂纹长度,最终降低裂纹敏感性。

 
 

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