双相不锈钢焊接工艺分析

双相不锈钢焊接工艺分析

发表时间：2019-02-22T16:38:23.933Z 来源：《防护工程》2018年第33期作者：梅磊

[导读] 本文主要介绍了S32205双相不锈钢的焊接性能及焊接工艺，控制铁素体与奥氏体的比例

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摘要：本文主要介绍了S32205双相不锈钢的焊接性能及焊接工艺，控制铁素体与奥氏体的比例，保证接头的性能，是S32205不锈钢焊接的基本要求。根据S32205不锈钢的焊接特点，采用合适的坡口形式和掌握合理的焊接线能量是满足S32205不锈钢焊接要求的关键。通过工艺评定，选择电极电弧焊方法，获得合适的焊接参数，取得了满意的效果，可应用于相关工程中。

关键词：双相不锈钢；S32205；工艺；分析

铁素体-奥氏体双相不锈钢是目前应用最广泛的不锈钢材料之一。S32025双相不锈钢不仅具有较高的结构强度和疲劳强度，而且具有良好的低温韧性、抗点蚀性和抗应力腐蚀裂纹敏感性。本文介绍了双相不锈钢的焊接工艺及注意事项。

1 双相不锈钢的焊接性

S32205双相不锈钢的主要合金元素为22%左右的Cr、5%左右的Ni、3%左右的Mo、0.15%左右的N。在正常输送状态下，其组织为50%左右的铁素体和50%左右的奥氏体，因此冷裂纹倾向较小。双相不锈钢S32205 焊接时，最为薄弱的区域为热影响区，相对于母材和焊缝区，其热影响区含有较多的铁素体，降低了耐腐蚀性和增大氢致裂纹的可能性。双相不锈钢 S32205 含有50%的铁素体，因而也存在475℃脆性和在铁素体中析出的σ相的脆化的可能性，但与铁素体不锈钢相比，可能性大大降低。

2 双相不锈钢焊接要点分析

（1）为了获得更好的焊接质量，为了保证焊接接头良好的熔合，尽量选择较小的焊接电流、焊接电压和较快的焊接速度，并且焊接零件可以快速冷却，以快速跳过 450-850℃的区间。

（2）为防止晶粒过度长大，尽量采用多层多道焊方法，同时采用直线条焊方法，尽量避免水平摆动。

（3）与奥氏体不锈钢不同，与腐蚀性介质接触的焊缝应首先焊接，最后焊缝不与腐蚀性介质接触。其目的是利用后焊缝的热量对第一焊缝进行一次加热，以提高与腐蚀介质接触的焊缝的性能。

3 双相不锈钢 S32205 焊接工艺试验

以某工程为例，该双相不锈钢焊接时采用了手工电弧焊的焊接工艺。

表1 S32205 双相不锈钢化学成分

S32205双相不锈钢可以采用CO2气体保护焊、埋弧自动焊、手工电弧焊等焊接方法。通过相关资料查阅，手工电弧焊虽然焊接效率偏低，但焊接的机械性能和耐腐蚀性能更具有优越性，因此本工艺评定采用手工电弧焊的焊接方法。试验所用母材为厚度为 25mm 的

S32205 双相不锈钢。试验所用手工焊焊材为 GES-2209。表1为 S32205 双相不锈钢母材的化学成分，表2为 S32205双相不锈钢母材的机械性能。

下面对S32205双相不锈钢手工电弧焊为例作简要介绍。焊接用试件的坡口采用机械加工方式，开X型坡口，坡口为不对称双面坡口，如图1所示。焊前将坡口及其两侧各50mm范围内进行打磨，除去表面的油污、灰尘等。所有使用的工具皆为不锈钢专用工具。焊接过程中层间温度＜100℃。表3为S32205双相不锈钢手工电弧焊工艺参数，表4为S32205 双相不锈钢焊后力学性能。以上试验所得的各项数据都符合《材料与焊接规范》要求，达到 S32205 双相不锈钢母材的最小值。

图1 焊接试板坡口

4 焊接注意事项

（1）焊接材料要选用比母材含Ni最高的双相钢焊材，通常W（Ni）相对于母材应增加2%-3%，保证焊态下焊缝组织中具有适合的组织成分。

（2）焊接时不需要预热、后热，一般不进行热处理。尽量采用多层多道焊，层间温度＜100℃。

（3）施工现场应无水、油、油漆等污染物，同时还应避免碳钢、铜、低熔点金属对不锈钢的污染，工件放在木垫或不锈钢垫板上。

（4）双相不锈钢 S32205 的焊接热输入不仅有最大值，还有最小值的限制，一般在0.5kJmm～3kJ/mm的范围内。

5 结束语

双相不锈钢S32205焊接后的性能主要由焊缝化学成分和金相组织所决定的。焊接过程中，若焊接电流电压过小，焊后冷却速度过快，其焊缝及热影响区就会产生较多的氮化物和铁素体，从而降低焊接接头的耐腐蚀性和韧性；若焊接电流电压大，冷却速度过慢，其焊缝及热影响区可能析出金属间化合物，也会使焊接接头的耐腐蚀性和韧性降低。双相不锈钢S32205这些特性决定了其在焊接过程中须选择

合适的焊接电流、电压和焊接速度，以及合适的运条方法，因此在施工过程中必须严格执行相关的焊接工艺规范，才能减少因为焊接而带来的性能的降低。

参考文献

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