氮气对双相不锈钢的影响.doc

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1、保护气体就接头的耐蚀性来说，采用TIG焊时，保护气体及背面保护气可以根据要求丽不同．在多敦情况下．纯氲气已足够，而且焊接接头的耐蚀性绰绰有余．由于双相不镭钢是氮台盆化的，因此如果采用纯氩作为保护气体，或背面保护气体．在焊缝表面及近缝区0．2～O．5m'm处的母材金属中不可避免地存在N的损失，防止最上层N损失的最常用方法就是在保护气体中加^N：，在氩气中理想的加^量是2，5一，3N．超过3％的N，会影响钨椴及电弧稳定性，而产生飞溅，因此应避免过量，同时也擅得注意的是产生气孔。保护气体中的N。将促使熔敷金属中对N的吸收，这将在焊缝

2、金属中产生大量的奥氏体，大大降低靠近爆齄表面铁素体晶内的氮化物析出。表8SAF2507填充焊丝25．1O．4．LTIG焊丝中N含量随保护气中N的增加而变化(焊丝中含0．25N)填充盎漏保护气体青面气体25．1O．4．L25．10．4．L25．10{．LArAr+3NtAr+6N200N2+l0Hl9ONIT10Hl9ONl+10Hl熔黄金属中N0．23O．270．33‘·氮的作用:在双枢不锈钢中，氮有两个重要作用，第一是，改善抗点蚀性能(PRE)，著名的PRE公式可说明这一点PRE=CroA+3．3Mo+16N第二，促使焊缝金

3、属尽可能迅速和充分的重结晶。焊接熔池中N的低溶解度解释了焊缝表面上N损失的原因。如前所述，特别是采用TIG焊方法以及采用纯氩作为保护气时最易发生。一般当采用纯氩作保护气时，N损失O．O3～O．05．N的损失也取决于焊接技术。例如，焊接固定角度45。的对接管时(6G)，有些焊工在3—9点位置上焊犍中N损失较水平位置多得多，表l3说踞了这一点。因此，当要求极高的耐点蚀性能时，应在保护及背面气体中加入N，以补偿N的损失。钨极气体保护焊是焊接双相不锈钢,尤其是焊接超双相不锈钢优先选用的方法。在采用含N元素的焊丝进行纯Ar保护TIG焊时

4、,熔池中的活性N原子将在熔池表层结合成NZ逸出,造成N元素的过度损失,见图4。解决的方法是在Ar气中加入1%一5%的NZ气,抑制N的逸出。含l%一3%N:气的混合气体具有较好的工艺性,当混合气中NZ>5%时,钨极易烧损,电弧不稳定。r十NZ混合气应用最成功的是不填丝TIG、以及用N:+5%一10%H:作为背面保护气体。前者可免去焊后热处理,后者可得到良好的背面成形,同时保证耐蚀性能焊接对析出相的影响双相钢焊接时，焊缝有可能发生三种类型的析出相，它们都会降低耐腐蚀性能和韧性，这三种析出相分别是：1）铬的氮化物（Cr2N，CrN）

5、；2）二次奥氏体（γ2）；3）金属间脆化相（σ相等）。特别是当Cr，Mo含量较高或双相钢中含Cu，W时，这种转变和析出更加敏感。（1）氮化物的析出：当焊缝金属铁素体数量过多或为纯铁素体组织时，很容易发生氮化物的析出。这是由于高温时，氮在铁素体中溶解度增加，在快速冷却时溶解度又下降的缘故；尤其在靠近焊缝表面的部位，由于铁素体量较多，氮化物更易析出，这对焊缝金属的耐腐蚀性有直接影响。若焊缝金属有合适的相比例，则氮化物的析出量很少。因此，为了避免氮化物的析出，应在填充金属中提高Ni和N元素的含量，以增加焊缝金属的奥氏体数量。另外应避

6、免采用过低的热输入量（特别是厚壁件焊接时），以防止因冷却速度过快而生成纯铁素体晶粒，引起氮化物的析出。（2）二次奥氏体的析出：在含N量高（N为0.3%）的超级双相钢（如SAF2507）多层焊时有可能析出二次奥氏体。这是因为当前一道焊道焊接时若热输入较低时，δ→γ转变的极不充分，而当后续焊道又采用较高的热输入时，部分铁素体就会转变为细小分散的二次奥氏体（γ2），它的Cr，Mo，N含量都比一次奥氏体低，尤其是N量显著低很多，它也和氮化物一样会降低焊缝的耐腐蚀性能。为抑制γ2的析出，措施有二：①增加填充金属的奥氏体形成元素的含量，以

7、控制焊缝金属的铁素体量；②选择合适的热输入量，避免根部焊道采用小热输入量焊接，尤其是当后续第二道焊接时采用较大的热输入焊接时更要注意这点，这样当第一道焊后就可以使铁素体能较多地转变成奥氏体，在后续焊道再加热时，γ2析出的就少。所以对多层焊时，开始的2～3道焊道焊接热输入量的选择很重要，不要太小。（3）σ相的析出：当焊接热输入量过大时，冷却速度就会过慢，这样虽有利于奥氏体的转变，使δ和γ相比例比较满意，但也造成金属间脆化相（σ相）的析出。尤其是含W，Cu的超级双相不锈钢对高的热输入量敏感