解析2205双相不锈钢的焊接工艺研究

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1、第36卷第1期化工机械52205双相不锈钢的焊接工艺研究岳斌马鹏举王大治原进秋孙红先(天华化工机械及自动化研究设计院)摘要在2205双相不镑钢焊接过程中，通过对焊缝金属和焊接热影响区内金属相变的分析研究，总结出了合理的焊接工艺。关键词双相不锈钢焊缝金属热影响区相变线能量中图分类号TG444文献标识码A文章编号0254．6094(2009)Ol-0005-04双相不锈钢已成为一种重要的工程材料，广不锈钢。随着2205双相不锈钢在我国的大量推泛应用于石油、天然气和化工等领域。双相不锈广使用，越来越多的化工反应器、换热器、储存容钢具有优良的综合性能，如高强度、高抗疲劳强器和管道等都用其制造

2、。由于该钢的抗拉强度下度、低温高韧性、耐孔蚀性和对应力腐蚀裂纹不敏限标准值达540MPa，可用来制造三类压力容器，感等，在一50—280℃范围内具有优良的力学性对它的制造、检验和使用国家都有严格的标准法能和焊接性能。双相不锈钢无论在生产还是加工规。焊接是压力容器制造最重要的工序。因此，方面都逐渐成熟，不仅钢种和产品种类齐全、质对2205双相不锈钢的焊接工艺进行研究具有十量高而且有价格竞争力，有望成为奥氏体不锈钢分重要的意义。的替代产品。但是双相不锈钢的使用温度有限，12205双相不锈钢成分与力学性能只能在3o0℃以下使用，这是由于其具有一定的2205双相不锈钢是一种含N的不锈钢，其合

3、脆化倾向⋯。金元素主要为cr、Ni、Mo，化学成分见表1。2205全世界双相不锈钢产量的80％是2205双相属高强不锈钢，其力学性能见表2。表12205双相不锈钢化学成分％表22205双相不锈钢的力学性能变温度低，耐晶问腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时保留了铁素体不锈钢导热系数高、膨胀系数小、具有超塑性等特性；而与奥氏体不锈钢相比较，屈服强度和抗疲劳强度显著提高，约为奥氏2205双相不锈钢力学性能与钢材的回火温体不锈钢的2倍，且耐晶间腐蚀、应力腐蚀和腐度有关，回火温度越高，强度越低。回火温度为蚀疲劳等性能有明显改善。氮在强化2205双600℃时，屈服强度为400MPa，抗拉强度为6

4、50MPa。与铁素体不锈钢相比，其韧性高，韧脆转相不锈钢中起着重要的作用，但当氮的质量分数}岳斌，男，1963年10月生，高级工程师。甘肃省兰州市，730060。6化工机械2009正超过0．2％时，氮的间隙固溶强化使得奥氏体的和热膨胀系数低的特点，因此不会产生很大的残强度大于铁素体。增加铁素体的含量，会导致冲余应力，具有更高的抵抗热裂纹的能力，故双相击韧性降低，也导致氮在铁素体中的析出，生成氮不锈钢可以采用较大线能量焊接，最大的层间温化铬，因为氮在铁素体中比在奥氏体中的溶解度度为150~C。在实际焊接中，必须保证层间温度低。而280～350℃区间过渡时效也会导致韧性不高于工艺试验设定

5、的层间温度。当焊接量很大降低。时，应合理地安排焊接顺序以保证焊缝层间有足2焊接性能与工艺研究够的冷却时间，这样既能保证层间温度，又能提高2．12205双相不锈钢焊接机理劳动生产率。焊接工艺评定的试板尺寸会影响冷焊接是一个冶金过程，2205双相不锈钢的焊却速度和层间温度，要注意焊接工艺评定确定的接质量，决定于其焊缝和热影响区的铁素体和奥层间温度应比实际焊接时低。因此，工艺评定不氏体含量的平衡和两相组织的均匀性。在焊接过能预测由于在实际中采用较高的层间温度而导致程中，金属从熔融到冷却，从凝固点到1200℃为冷却速度降低的程度。铁素体组织；1200～800~C奥氏体从铁素体中析焊后不必热处

6、理，双相不锈钢在300—出；800～475℃将可能有中间相(相、碳化物、氮1000~C对温度很敏感：在300—700~C进行消除应化物)析出。因此，焊接线能量的输入大小，直接力处理会导致盯相析出而产生475℃脆化现象，影响着焊缝和热影响区中铁素体的含量。线能量引起韧性和抗腐蚀性降低；在700～1000℃进行太小，不利于奥氏体析出；线能量太大，则会引起应力消除处理，会导致金属间化合物的析出，也会合金元素cr、Ni、Mo的烧损，导致材料的耐腐蚀引起韧性和抗腐蚀性的降低。性能下降、机械性能劣化，不能得到良好的相组2．2焊接工艺参数织，更容易析出中间相。试板材料：SAF2205，瑞典生产。焊

7、接材料：焊接热循环的最高温度和快速冷却可促使双www.bzfxw.com2205一PW，瑞典Avesta公司生产。相不锈钢组织铁素体化，由于8铁素体含量的增焊接试板尺寸为400mm×125mm×6mm对加导致了冲击韧性和耐蚀性降低。因此，选择合接焊缝，坡口V形，焊接位置：平焊，焊接温度适的焊接工艺参数十分重要。23℃(室温)，层间温度小于150℃。与奥氏体不锈钢的焊接相比，2205双相不锈焊接设备为ZX5-400硅整流焊机，直流反接。钢的焊接对污染更敏感，