S32205焊接工艺评定方案

1、双相不锈钢 2205 的焊接工艺性能的研究摘要：奥氏体-铁素体双相不锈钢简称双相不锈钢，具有优良的力学性能和耐腐蚀性能，2205双相不锈钢在石油及天然气工业，化学工业等行业具有广泛的应用。双相不锈钢优良的性能是靠适当比例的两相组织来保证，焊接工艺参数对焊接接头的组织与性能有很大的影响，线能量对平衡铁素体和奥氏体两相组织在焊缝金属和热影响区中的比例，保证焊接接头的性能，是双相不锈钢焊接的基本要求。根据双相不锈钢的焊接冶金特点，采用含锲、氮高的焊接材料，控制焊接线能量，是满足双相不锈钢焊接要求的关键，鸨极量弧焊和焊条电弧焊是适宜的焊接方法。通过对焊接接头的组织，力学性能、腐蚀性能的分析，最终确定焊

2、接工艺参数，分析线能量，焊接工艺方法对焊接接头组织与力学性能和腐蚀性能的影响。关键词：焊接性焊接线能量焊接工艺性能试验及评定1、材料特性第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢，成分特点是超低碳、含氮，其典型成分为22%Cr+5%Ni+3%Mo0.17%N（见表1,机械性能见表2）。与第一代双相不锈钢相比，2205进一步提高氮含量，增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。氮是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢中，既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性，又能抑制碳化物析出和延缓a相形成。表1双相不锈钢2205D的化学成分CSiMnPSCrNiMoN0.0280.0571.290

3、.0260.00222.305.343.090.18表2双相不锈钢2205的机械性能项目屈服强度Rp0.2/Mpa抗拉强度Rm/Mpa延伸率A5/5HRC硬度值HRC/(J.cm-2)ASTM240证书值45066525620弯曲 180无裂纹27J无晶间腐蚀裂纹40-50%3207、2205 双相不锈钢板对接焊的焊接工艺评定方案7.17.1、评定项目：1）双相不锈钢板对接，材料牌号为S32205,2）试板尺寸为610X125X700,2块；焊接位置为平焊（1G）7.27.2、评定的焊接工艺参数：1）采用手工鸨级氮弧焊+焊条电弧焊2）焊丝牌号：ER2209;焊条型号AF2209,3）焊材规格为

4、小2.5、（）3.24）设备为YD-400SS,直流正接（氮弧焊）/反接（焊条电弧焊）5）坡口型式及尺寸如右图7.37.3、焊接工艺参数表 5 5焊层焊条牌号焊条直径（mm）焊接电流（A）焊接电压（V）焊接速度（cm/mim）线能量(KJ/cm)层间温度（C）打底ER22092.5100-12012-168-107.2-14.4150填充AF22093.2100-12022-2615-208.8-9.4150填充AF22093.2100-12022-2615-208.8-9.4150盖面AF22093.2100-12022-2615-208.8-9.41508、检验项目及试验结果:外观检验应无

5、裂纹、未熔合、未焊透、咬边、表面气孔、弧坑等缺陷；探伤：按JB4730.2-2005,100%RT;结果无裂纹，裁取试样时避开缺陷处；力学性能：横向全厚度拉伸2个，按GB/T228进行试验；取样位置应在焊缝打磨后从焊接接头整个厚度切取，面弯背弯各2个，取样位置应在焊缝打磨后从焊接接头整个厚度切取，拉伸、弯曲试样的形状与尺寸见下图；p;6名it样苏尺评豆厂4dY1$2250弯曲翻彼二寸穗初2）焊接接头拉伸、弯曲试样结果见下表6:拉伸试验弯曲试验a=180D=32RmNymmA(%)尺寸mm载荷拉断部位向弯背弯9002926.1X7.8183.28热影响区合格合格88528.526.1X7.818

6、0.16热影响区合格合格试验结果表明，采用氮弧焊（焊丝ER2209）打底，焊条电弧焊（焊条AF2209）填充盖面获得焊接接头完全符合标准要求。夏比冲击试样， 根据GB/T4159-2008,在JB-300试验机上进行冲击试验， 冲击试验加工成5*10*55的V形缺口冲击，对焊接接头的焊缝、热影响区各3件进行-40C低温的冲击试样，其实验结果见下表S32250双向不锈钢焊接接头更比冲击试验结果7:取样位置试验温度AKv/JAKv/JAKv/J平均AKv/J焊缝-40C80819385热影响区-40C97897888根据ASTMA923标准要求焊接试件，在-40C每组最小冲击功不小于53J,试验结

7、果表明，采用氮弧焊（焊丝ER2209）打底，焊条电弧焊（焊条AF2209）填充盖面获得焊接接头完全符合标准要求。为了很好的了解焊接接头的化学成分，应进行化学分析，取样应取自无母材稀释的熔敷金属，经检验具体的化学成分的含量见下表8:CSiMnPSCrNiMoN0.0270.8231.050.0260.00822.568.523.170.15铁素体含量：按铁磁性法进行测量焊缝、热影响区进行铁素体含量（）;测量，测量结果焊缝平均铁素体含量3841%,热影响区平均铁素体含量4245%,依据铁素体仪法JB/T7853-1995测量了铁素体含量，焊缝、母材、热影响区铁素体含量在4050%之间，因此由试验结

8、果表明，采用氮弧焊（焊丝ER2209）打底，焊条电弧焊（焊条AF2209）填充盖面获得焊接接头完全符合标准要求。金相：微观金相试验按GB/T13298-1991进行，实验前对试样进行机械抛光，经HNO3:HCL=1;3混合（王水）浸蚀，腐蚀后制成金相试验试样，采用金相显微镜对焊缝、热影响区进行金相分析，其组织相图如下：结果发现焊缝、热影响区均为铁素体、奥氏体组织，近缝区没有发现单相铁素体组织，也没有发现金属间析出相的的发生。晶间腐蚀试验按GB/T4334.5-2008进行试验，腐f4后弯曲，在10倍的放大镜下观察，无由因晶间腐蚀产生的裂纹。在试样上切取1块焊缝截面的硬度试样，磨光后用和适当的腐蚀剂对焊缝截面进行腐蚀，分清楚焊缝、熔合线和热影响区的位置，硬度试验点的位置图3所示，硬度试验按GB/T4340.1-2009规定进行10kg载荷的维氏硬度试验，试验结果如表9所小焊缝魏氏硬度试验结果进下表9:测量位置母材热影响区焊缝167122581134910维氏硬度值198281186254199253192261225228219215平均值229.75226.25221.75通过以上试验，说明该双相不锈钢焊接接头性能能满足技术要求，焊接工艺评定所选择的各项参数合适。结论：S32205双相不锈钢具有良好的