浅议2205双相不锈钢焊接接头相比例控制

1、浅议2205双相不锈钢焊接接头相比例控制摘要：2205双相不锈钢焊接接头成型过程中，为了 提高焊缝和热影响区（haz）的韧塑性和耐蚀性，需要严格 控制其相比例。结合2205双相不锈钢的焊接性能，通过层 间温度的合理控制、焊接材料的合理选择、保护气体的合理 搭配等方面阐述如何获得更好的相比例和相形态分布，为 2205双相不锈钢的现场焊接提供指导。关键词：相比例双相不锈钢热影响区（haz）1概述2205双相不锈钢作为一种重要的工程材料，在石油、天 然气和化工等领域得到广泛的使用。对于这种钢材来说，其 特点是：同时具有铁素体和奥氏体的双相结构，铁素体的存 在使其具有较高的强度和耐氯化物应力腐蚀性能，

2、奥氏体的 存在使其具有良好的韧性和耐腐蚀性能；在焊接双相不锈钢 的过程中，保证焊接接头的韧塑性和耐蚀性是关键因素。也 就是说期望得到的焊接接头的各项性能指标能与母材金属 相同；那就需要在焊接过程中严格控制焊接工艺来实现，本 文针对施工现场各影响因素的控制进行分析，从而获得相比 例与母材相近的焊接接头。2层间温度的合理控制通常情况下，为了确保焊接接头具有较高的焊接质量,需要对二次热循环的影响进行充分的考虑，通过多层多道焊 接的方式进行焊接。在脆性区间内，为了减少焊缝的冷却时 间，将脆性相析出的可能性降到最低，通常情况下需要对层 间温度进行严格控制。因此，需要将层间温度控制在15ctc。 因为，在

3、进行焊接的过程中，前道焊缝受到后续焊道热处理的影响，进而在一定程度上使得焊缝金属中的铁素体转变为奥氏体,进而使得奥氏体在热影响区的数量会不断增多，从而改善了整个焊接接头的组织和性能。3焊接热输入的控制对管线进行焊接时，不需要进行相应的预热处理，这是因为预热通常情况下会使焊接热影响区的冷却速度降低。但 是，对于钢材来说，预热能够降低其表面的湿气，当采用预 热的方式降低钢材表面的湿气时，首先需要对焊缝表面进行 清理，然后将其均匀地加热到95°c；对于焊缝来说，如果冷 却速度过快，在焊接热影响区，使得铁素体含量进一步增大, 为了控制焊接接头相比例，在这种情况下通过预热处理是有 意义的，但是

4、热输入需要进行严格的控制1。如果输入过 高的焊接热，虽然在一定程度上便于热影响区和焊缝金属中 的铁素体转变为奥氏体，进一步确保奥氏体的数量。但同时 容易导致铁素体晶粒变大，甚至在一定程度上会产生有害的 金属间相，进而降低韧性；相反，如果焊接线能量过低，冷 却速度过快，焊缝及热影响区来不及充分析出奥氏体，进一步导致铁素体和氮化物含量过高，抗腐蚀能力和韧性大大降 低，这就是在小线能量下，为什么焊接接头耐蚀性和韧性较 差的主要原因。4焊接方法的选择在焊接过程中，由于双相不锈钢要经历一个热循环的过程，对于该过程来说，时间短，速度快,奥氏体的析出往往来不及发生，使得haz高温段铁素体晶粒发生剧烈的增大,

5、 进而在一定程度上使得相比例和相分布状态均发生相应的 变化，焊接接头的力学性能和耐腐蚀性能受到影响和制约, 因此需要选择合适的焊接方法。通过研究分析施工现场的实 际情况，通常情况下，首先采用gtaw进行根焊和第一道填 充焊，然后通过smaw进行填充和盖面焊，进而在一定程度 上提高焊接效率。5选择合理的焊接材料在选择双相不锈钢管的焊接材料的过程中，所选择的焊 接材料，在化学成分方面，通常情况下与母材存在一定的差 异，要求焊材中的ni含量要高出母材2%4%, n含量往往 略低于母材，进而在一定程度上促进铁素体转变为奥氏体， 同时对焊缝中的奥氏体相进行稳定。6保护气体的选择在接头焊接过程中，由于采用

6、鹄极氫弧焊（gtaw）作为焊接方法，建议采用氫气+3.5%氮气的混合气体进行保护 2,焊缝耐蚀性通过加入氮而增强。在根部通过采用纯氫 气保护，进而在一定程度确保接头根部不被氧化，进一步获 得纯净的接头，进行焊接之前，需要检测焊缝背面的氧含量, 在满足焊接工艺要求后，才允许进行焊接。7化学成分的影响如表1所示，2205双相不锈钢的化学成分，主要包括:cr. ni、mo和n3。其中，铁素体形成元素包括cr和mo,奥氏体形成元素包括ni和n。在含量方面，由于cr和mo在 钢中比较高，因此在抗点腐蚀和均匀腐蚀破裂的能力方面表 现的很好，同时将奥氏体稳定元素n加入钢中，在高温条件 下，可以进一步促进双相

7、不锈钢焊接接头热影响区形成的单 相铁素体，在冷却时发生逆转，同时形成奥氏体，焊接热影 响区的各项性能从而得到改善，在一定程度上确保了耐蚀性的良好性。8结论8.1在焊接过程中，选择合理的焊接线能量非常重要。 当焊接线能量很小时，对于焊接热影响区和焊缝的铁素体来 说，由于快速冷却使得其含量偏高，进而降低了耐腐蚀性能 和力学性能；但是，如果焊接线能量过高，在一定程度上会 烧损合金元素、冷却太慢而使得中间相析出，进一步导致相 组织失衡，同样会降低耐腐蚀性能和力学性能。8.2在焊接过程中，使用的焊丝增加了奥氏体化元素的含量，采用热输入及多层多道焊等工艺都有利于形成奥氏 体，在一定程度上与母材相比，使得焊缝区的奥氏体含量略 高，使接头获得了良好的性能。8. 3通过对焊接热循环的控制，以及保护气体中氮气的加入，保持了接头热影响区与母材相同的组织结构和较为接 近的相比例。参考文献：1 李健不同焊接工艺对双相钢(saf2205)金相组织 的影响j 压力容器，2004, 21 (2)：