双相不锈钢堆焊技术

双相不锈钢的堆焊

前言

近年来，随着石油化工、原子能产业、海洋开发、化工等工业部门的迅速发展，对不锈钢使用要求越来越高。双相不锈钢由于其具有奥氏体和铁素体双相组织，兼有奥氏体和铁素体不锈钢的抗点蚀（PC）和缝隙腐蚀能力的抗应力腐蚀破裂，腐蚀疲劳和冲刷腐蚀能力，良好的抗硫化物应力腐蚀破裂能力，高的均匀腐蚀能力。因此双相钢被广泛认为是替代普通不锈钢的最佳材料。它的利用也大幅增加。因此焊好双相钢就成为工程界的关注焦点。本文将结合焊接试验情况谈一谈。

一、双相钢的堆焊特性分析

某厂生产的U型管换热器，换热管为AVestapocarit即阿维斯塔公司生产的2205的双相钢管，板为16Mn锻。技术要求在16Mn锻的管板上堆焊5mm厚双相不锈钢后再与换热管2205相焊。16Mn锻化学成分与堆焊焊材化学成分见表1。

表1：16Mn锻/E309MLT-1、LEXAL22.9.3N化学成分

根据文献和资料介绍，双相钢屈服强度高、导热系数大、线膨胀系

数小，与普通奥氏体相比可焊性良好，热膨胀倾向小。焊前不需预热也不需处理。堆焊时应注意下列5个问题：

（1）焊缝金属超合金化，有魏氏组织出现；。

（2）在600℃-1000℃长时间加热，会出现相；

（3）当多时，由于共熔N低，易形成脆性氮化物而熔N能力强。

（0.2%-5%）可减少氮化物；

（4）但是有钢特性相，475℃脆性等，因此其使用温度不得超过250℃；

（5）热裂纹及冷裂纹均小，但应防止裂纹。

根据上述分析，我们选用进口药芯焊丝LEXALT22.9.3NΦ1.2mm药芯焊丝。具有生产效率高，堆焊成分纯净，稀释率低等优点。有时是输入热量低即线能量低，有利于焊缝金属金相组织。

二、焊接工艺试验

产品技术文件规定堆焊层中铁素体含量控制在25%-29%，因工艺参数对铁素体含量的影响，起决定作用，所以我们制定四种方案，分别进行评定。见表2。

表2 ：四种评定方案

对四组试件分别取样进行化学成分分析，取样位置均距母材4.5mm处，取样范围0.5mm深。化学成分见表3。

表3：焊缝金属化学成分

从Schaeffler相图（根据表3焊缝金属化学成分）查得四种方案铁素体含量分别是：方案Ⅰ：47%；方案Ⅱ：45%；方案Ⅲ：30%；方案Ⅳ：30%。根据有关技术文件要求，方案Ⅲ、Ⅳ最符合要求。我们又对四组试样分别做了弯曲试验、金相试验、晶间腐蚀试验。综合性能方案Ⅲ最好。

结论：1、经过一系列对比试验，我们成功的解决了双相钢堆焊问题，把此项工艺应用到生产中去，顺利的解决了管板堆焊问题。

2、双相钢堆焊，只要控制堆焊时参数即≤10KJ/cm线能量，其铁素

体与奥氏体匹配就能控制在要求范围之内。

三、参考文献。

（1）中日焊接技术交流资料

（2）焊接手册