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焊接工艺对2205双相不锈钢管焊接接头显微组织的影响
发布者: 发布时间:2020/10/25 阅读:613

 双相不锈钢管是由奥氏体和铁素体两相组成,当两相比例约为50%时,双相不锈钢管将奥氏体不锈钢管所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢管所具有的较高的强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起,使其兼具奥氏体不锈钢管和铁素体不锈钢管的优点。太原钢铁公司根据西气东输工程用2205双相不锈钢管的技术标准要求,参照ASTM S32205、API SPEC 5LC LC65-2205标准,与我课题组共同开展了2205双相不锈钢管直焊缝焊接工艺的研究。

 

 浙江宏盛特钢有限公司先使用等离子弧焊(PAW)打底+钨极氩弧焊(TIG)盖面和等离子弧焊(PAW)打底+熔化极氩弧焊(MIG)盖面两种焊接工艺对2205双相不锈钢管平板进行模拟焊接实验,采用热输入量不同的两种焊接方法经过多次试验,最终确定了最合适的焊接工艺,并且对焊接接头的各项力学性能指标和耐点腐蚀性能进行了研究。结果表明两种焊接方法获得的焊接接头的两相比都符合ASTM S32205和API SPEC 5LC LC65-2205标准要求,采用较小焊接线能量的MIG盖面获得的焊接接头焊缝和热影响区的金相组织颗粒较TIG盖面的小,固溶处理后的焊接接头焊缝和热影响区的金相组织颗粒都明显变小。对2205双相不锈钢管板焊接接头进行各种力学性能试验,结果表明两种焊接工艺下焊接接头硬度都符合ASTM S32205和API SPEC 5LC LC65-2205标准要求;拉伸试验中断裂位置均发生在母材部位,弯曲试验结果显示弯曲表面均无裂纹,具有良好的抗拉伸和抗弯曲性能;夏比冲击试验结果表明两种焊接工艺下试样的焊缝、熔合线和母材的冲击韧性都符合ASTM A923标准要求,固溶处理后的焊接接头的抗冲击性优于没有经过固溶处理的焊接接头。两种焊接方法获得的焊接接头的焊缝、热影响区组织的抗点蚀性均满足ASTM G48标准要求,经过固溶处理的焊接接头的抗点腐蚀性能得到提升。

 

 随着固溶温度的升高,等离子弧焊(PAW)打底+熔化极氩弧焊(MIG)盖面的2205双相不锈钢管焊缝处铁素体相对量逐步增加,而奥氏体相对量逐步减少,当固溶温度为1020-1070℃时,两相比例约为1:1。当固溶温度为920℃、970℃时,2205双相不锈钢管焊缝中析出金属间化合物σ相,使焊缝-40℃的冲击韧性急剧恶化;当固溶温度在1020-1120℃范围时,2205双相不锈钢管焊缝处的冲击韧性趋于稳定,-40℃的冲击值远高于ASTMA923标准要求。

 

 最后,针对管材焊接的特点对2205双相不锈钢管的焊接工艺进行适当调整得到2205双相不锈钢管的焊接工艺,并且进行各项性能的检测。结果表明采用等离子焊(PAW)打底+钨极氩弧焊(TIG)盖面焊接获得2205双相不锈钢管焊接接头的两相比例和硬度满足ASTM S32205和API SPEC 5LC LC65-2205要求;抗冲击性满足ASTM A923标准要求,抗拉伸性满足API SPEC 5LC LC65-2205标准要求,并且具有良好的抗弯曲性;耐点腐蚀性能也满足ASTM G48标准要求。

 

 
 

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