双相不锈钢焊接工艺试验研究

《焊接》杂志

俘掳生产应用

双相不锈钢焊接工艺试验研究上海振华港口

机械 (集团 )股份有限公司 ( 2 0 0 12 5 )相不锈钢的性能特点

刘建波

付

俊

黄

巍

摘要

介绍了 ASTM奥氏体双相组织

A7 9 0 UNS$3 180 3双,

.

通过焊接工艺试验确定了该双相不锈钢的焊,

接1二艺铁素体

.

采用适当的焊接工艺和技术措施严格控制层间温度和焊接热输入焊缝及热影响区获得了适当比例的, .

+

焊接接头具有良好的力学性能和耐腐蚀性能

.

关键词

:

双相不锈钢:

焊接热输入

焊接工艺

中图分类号

TG4 0 6

0

前

言

2 2 1

焊接工艺评定试验.

双相不锈钢具有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的双重性能固溶组织中既有奥氏体组织又有铁素体组,

试验管材试验管材

A ST M A7 90 UNS S 3 180 3

A S T M A 7 9 0 U NS s 3 18 0 3一

(2211 0.

—

5型

)属于.

织且两种组织大约各占 5 0%是近几年发展比较快的,

,

第二代双相不锈钢它是,

种含氮的超低碳不锈钢.

一

种新型不锈钢材料,

.

它具有优良的力学性能耐腐,

试验采用的管材规格为 6,

16 8 3

m m

×

m m

,

管材中

蚀性能以及良好的焊接性在石油及天然气的输送,

,

铁素体组织含量为 4 7%其余组织为奥氏体母材的金,

海洋工程化学工业等行业具有广阔的应用前景,

….

相组织如图

1

所示化学成分见表,—

1

,

主要力学性能见一

上海振华港机公司为国外公司制造的采油平台项

表2

.

与第C,

一

代双相不锈钢 ( 18,

5,

型 )相比该钢进,

步

目中部分管道首次应用了牌号为 A S T M A 7 9 0 U NSS 3 180 3,

降低了

含量提高了

Mo

的含量同时加入了奥氏体形.

的双相不锈钢,

.

为充分了解双相不锈钢的性能,

能成元素 N提高了该双相不锈钢的力学 I生和耐腐蚀能力

特点保证焊接质量对该钢进行了焊接工艺试验通过试验基本掌握了该双相不锈钢的焊接工艺特点1.

双相不锈钢的焊接特性双相不锈钢具有良好的焊接性,,,

由于钢中

C

,

S

,

P.

等杂质元素含量较低焊接热裂纹冷裂纹敏感性低由Fe—

c

r

—

Ni三,

元相图可知双相不锈钢在高温下是,

10 0%

的铁素体连续冷却过程中会发生铁素体组织向,

奥氏体组织转化的相变在平衡条件下或非快速冷却

条件下部分

铁素体会保留到室温获得了适当比例的,

,

奥氏体含量能<

+

铁素体双相组织,

旧0.

如果双相组织中铁素体表C 0 0 19.

图1

1

母材的金相组织

25%>

将导致强度和耐腐蚀性能的降低;如果铁,

A S T M A7 9 0 U NS S 3 18 0 3钢化学成分 (质量分数%,

)

素体含量"】.

70%

也会降低耐腐蚀性能和低温冲击性

si 0 60.

Mn

P 0 022

S

Cr

Mo

Ni 5 43.

N

Fe

双相不锈钢焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能+

取决于焊接接头能否保持适当的铁索体组织.

奥氏体双相

0 79.

.

0 00 1 22 4 8..

3

.

19

0

.

16

余量

焊接工艺参数对焊缝及热影响区的组织有很大一

2 2.

的影响合适的焊接工艺参数和,

定的技术措施相结M '0.

焊接方法为了保证焊接质量控制焊接接头焊缝和热影响,

合能够保证焊缝及热影响区的组织和性能收稿日期: 2 0 0 8—

区的组织和性能并结合实际生产情况提高生产效率,

10

—

22

的要求

.

对于小管径和薄壁管材采用钨极气体保护电

54

2009

年第 6期

《焊接》杂志

钐

脚

施锄

‰

生产应用

r

蜉掳

表

2

A S T M A7 9 0 UNS$ 3 18 0 3

钢的力学性能

弧焊(GTA W )而对于大管径及厚壁管材采用钨极气,

材金属高些同时需含有,

一

定数量的,

N

元素

.

加

N不

体保护电弧焊打底方法2 3.

+

焊条电弧焊 ( S M A W )填充的焊接

仅能延缓金属问相的析出而且能提高焊缝金属的强度和耐腐蚀性能.

.

实际选用的焊丝牌号为直径为—

B OE H L E R

焊接材料对于焊后不热处理直接使用的,

CN 2 2/ N 9 A7 90 UNS$3 180 3

—

IG

,

2B

.

0

m m

;

焊条牌号为.

B OE

.

H L E R F OX C N 2 2/ N 9

,

直径为

3

2

m m

,

化学成分

双相不锈钢选用的焊接材料化学成分镍含量要比母表3

见表 3

.

焊接材料熔敷金属的化学成分 (质量分数% ),

2

.

4

焊接位置施焊位置为全位置焊即管子倾斜 4 5并固定焊.,,

图 4所示直到焊缝厚度达到,

8

m m

后才能停止背面充

Ar

保护

.

接方向为立向上用钨极气体保护电弧焊打底并要求,

根部单面焊双面成形2 5.

.

坡

口形式口

对于焊接坡金属量.

形式应尽量考虑焊接层数和填充,,

为了防止母材金属的氧化和铁离子污染保,,

证焊接坡口的质量采用机械加工的方法制备坡口焊

接坡口形式及尺寸如图

2

所示

.

图3

焊接时背面充

A

r

保护

图22.

坡口形式及尺寸

6

保护气体钨极气体保护电弧焊 ( GT A W )时焊接过程中正,

面用 9 9 9 9%.

Ar

保护,

.

为了保证根部焊缝不被氧化.

,

影响其耐腐蚀性能背面也需充 9 9 9 9%3

Ar

保护如图,

所示

.

当背面保护气中的氧气含量小于,

0

.

5%

后才,

能进行焊接背面氧气含量用专用测氧仪进行测量如

图

4

背面氧气含量专用测氧仪2 0 0 9年第 6

期

55

《焊接》杂志

俘掳生产应用2 7焊接工艺参数的选择及控制 .由于焊接过程是一个快速加热,速冷却的热循快环过程,双相不锈钢焊接时如何控制冷却速度从而保

工件的冷却速度过慢,素体组织晶粒粗大,铁焊缝及热

证双相组织的比例平衡成为该钢焊接的关键 .若焊接过程采用过低的热输入,工件冷却速度过快,焊缝及热

影响区可能析出金属问相,也会使焊接接头的抗腐蚀能力及韧性降低 J因此,证双相不锈钢焊接接头 .保良好性能的最重要措施就是控制焊接接头的冷却速度,就是控制焊接热输入 .焊接试验时焊接热输入也控制在 06~15k/ m~,且最高层间温度不能超 . . Jm并过 10o主要焊接工艺参数见表 4和表 5 …… 此处隐藏：4342字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……