焊接性 2.1復(fù)材的焊接 2205雙相鋼鋼為超低碳的奧氏體-鐵素體不銹鋼, 在通過(guò)固溶處 理后具有良好的韌性、 強(qiáng)度和焊接性, 由于該鋼Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量比值適 當(dāng), 在高溫加熱后仍保留有
焊接性
2.1復(fù)材的焊接
2205雙相鋼鋼為超低碳的奧氏體-鐵素體不銹鋼, 在通過(guò)固溶處
理后具有良好的韌性、 強(qiáng)度和焊接性, 由于該鋼Cr當(dāng)量與Ni當(dāng)量比值適
當(dāng), 在高溫加熱后仍保留有較大量的一次奧氏體組織, 又可使二次奧氏
體組織在冷卻中生成, 使鋼中的奧氏體相總量不低于30%~40%, 因而
使鋼具有良好的耐腐蝕性能; 因母材中含有較高的N, 焊接近縫區(qū)不會(huì)
形成單相鐵素體區(qū), 奧氏體含量一般不低于30%。
雙相不銹鋼2205具有良好的焊接性, 焊接冷裂紋和熱裂紋的敏感
性都較小。 通常焊前不預(yù)熱, 焊后不熱處理。
2.2過(guò)渡層的焊接
2205/Q235B復(fù)合板焊接過(guò)渡層時(shí), 由于其符合界面成分復(fù)雜, 要
在保證熔合良好的前提下, 盡量減少基材金屬的熔入量, 即降低熔合
比。 為此, 應(yīng)采用較小直徑的焊條及較小的焊接線能量, 當(dāng)焊接材料選
擇合理, 焊接線能量控制適當(dāng)時(shí), 焊接接頭具有良好的綜合性能。
2.3基層的焊接
基層為Q235B碳素鋼板, 焊接工藝成熟。 在這里我們選取的J506
焊條為低氫鉀型焊條, 是在低氫鈉型基礎(chǔ)加入穩(wěn)弧劑, 改善電弧工藝性
能, 增強(qiáng)了抗裂性。
2.4焊接要點(diǎn)
雙相不銹鋼焊接接頭的力學(xué)性能和耐蝕性能取決于焊接接頭能否
保持適當(dāng)?shù)慕鹣啾壤?因此, 焊接是圍繞如何保證其雙相組織進(jìn)行的。
當(dāng)鐵素體和奧氏體量各接近50%時(shí), 性能較好, 接近母材的性能。 改變
這個(gè)比例關(guān)系, 將使雙相不銹鋼焊接接頭的耐蝕性能和力學(xué)性能(尤其
是韌性)下降。 雙相不銹鋼2205鐵素體含量的最佳值是45%。 過(guò)低的鐵
素體含量(<25%)將導(dǎo)致強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕開裂能力下降; 過(guò)高的鐵素
體含量(>75%)也會(huì)有損于耐蝕性和降低沖擊韌性。
金相比例的影響因素如下:
焊接接頭中鐵素體和奧氏體的平衡關(guān)系既受到鋼中合金元素含量
的影響, 又受到填充金屬、 焊接熱循環(huán)、 工藝參數(shù)的影響。
(1) 合金元素的影響
根據(jù)研究和大量試驗(yàn)發(fā)現(xiàn), 復(fù)材中含氮是非常重要的。 氮在保證
焊縫金屬和焊后熱影響區(qū)內(nèi)形成足夠量的奧氏體方面具有重要作用。
氮和鎳一樣是形成奧氏體和擴(kuò)大奧氏體元素,但是,氮的能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于
鎳。 在高溫下, 氮穩(wěn)定奧氏體的能力也比鎳大, 可防止焊后出現(xiàn)單相鐵
素體, 并能阻止有害金屬相的析出。
由于焊接熱循環(huán)的作用, 自熔焊或填充金屬成分與母材相同時(shí), 焊
縫金屬的鐵素體量急劇增加, 甚至出現(xiàn)純鐵素體組織。 為了抑制焊縫中
鐵素體的過(guò)量增加, 采用奧氏體占優(yōu)勢(shì)的焊縫金屬是雙相不銹鋼的焊
接趨。 目前, 填充材料一般都是在提高鎳的基礎(chǔ)上, 再加入與母材含量
相當(dāng)?shù)牡?/div>
(2) 熱循環(huán)的影響
雙相不銹鋼復(fù)合板焊接的最大特點(diǎn)是焊接熱循環(huán)對(duì)焊接接頭內(nèi)的
組織有影響, 無(wú)論焊縫還是熱影響區(qū)都會(huì)有相變發(fā)生, 這對(duì)焊接接頭的
性能有很大影響。 因此, 多層多道焊是有益的, 后續(xù)焊道對(duì)前層焊道有
熱處理作用, 焊縫金屬中的鐵素體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體, 成為以?shī)W氏體
占優(yōu)勢(shì)的兩相組織, 從而使整個(gè)焊接接頭的組織和性能顯著改善。
(3) 工藝參數(shù)的影響
焊接工藝參數(shù)即焊接線能量對(duì)雙相組織的平衡也起著關(guān)鍵的作
用。 由于復(fù)層雙相不銹鋼在高溫下是100%的鐵素體, 若線能量過(guò)小, 熱
影響區(qū)冷卻速度快, 奧氏體來(lái)不及析出, 過(guò)量的鐵素體就會(huì)在室溫下過(guò)
冷保持下來(lái)。 若線能量過(guò)大, 冷卻速度太慢, 盡管可以獲得足量的奧氏
體, 但也會(huì)引起熱影響區(qū)的鐵素體晶粒長(zhǎng)大以及σ相等有害金屬相的析
出,造成接頭脆化。
為了避免上述情況的發(fā)生, 最佳的措施是控制焊接線能量和層間
溫度, 并使用鎳含量比母材高、 氮含量與母材相當(dāng)?shù)奶畛浣饘佟?/div>