浙江至德鋼業有限公司焊接中心曾對太原鋼鐵公司生產的022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹(xiu)鋼管(guan) ф406mm×15.9mm進行了焊接工藝評定。其化學成分見表4-33。
1. 焊接方法(fa)的選(xuan)擇
022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相不銹鋼可以采用焊條電弧焊（SMAW）、氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）、熔化極氣體保護焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等多種方法焊接。根據現場施工條件，選用氣體保護鎢極氬弧焊（GTAW）進行打底焊和第一道填充焊，焊條電弧焊（SMAW）進行填充和蓋面焊。
2. 焊接材料的選擇
對焊后直接使用的雙相不銹鋼管，使用焊接材料的化學成分通常與母材略有不同。要求焊材中的Ni含量要高于母材（約高2％～4％），以促進鐵素相向奧氏體的轉變，并穩定焊縫中的奧氏體相。022Cr22Ni5Mo3N屬于超低碳雙相不銹鋼，因此焊材要選用超低碳系列。表4-34為選用的焊接材料。
注：ER2209相當于我國YB／T 5092-2005的(de)H03Cr22Ni8Mo3N牌號(hao)。
3. 焊接(jie)參數的(de)選擇
采用(yong)60°V形坡(po)口，鈍邊1.0mm，間隙(xi)3.0mm。焊(han)接(jie)時，不需要(yao)對(dui)管件(jian)進行(xing)預(yu)熱(re)，但應嚴格(ge)控制(zhi)層(ceng)間溫度(du)和(he)熱(re)輸(shu)入。熱(re)輸(shu)入在5～15kJ／cm范圍(wei)內，層(ceng)間溫度(du)差，小于150℃。施焊(han)過程選擇多(duo)道焊(han)，因為后續焊(han)道對(dui)前道焊(han)縫(feng)有(you)熱(re)處理作用(yong)，能使焊(han)縫(feng)金(jin)屬中鐵素體進一步轉(zhuan)變為奧氏(shi)體，同(tong)時熱(re)影區中的奧氏(shi)體數(shu)(shu)量也會增多(duo)，從而使整個焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的組(zu)織和(he)性能得到改(gai)善。焊(han)接(jie)參數(shu)(shu)見表4-35。
4. 焊接接頭性能的評估(gu)
a. 焊接(jie)接(jie)頭力學性(xing)能
焊接接頭各項力(li)學性能均良好，所有(you)硬(ying)度(du)(du)均小(xiao)于(yu)275HV，10,且焊接接頭的硬(ying)度(du)(du)變化與雙(shuang)相組織的比(bi)例有(you)關，在熔合(he)線和熱影區(qu)高溫段以粗大(da)鐵素體為(wei)(wei)主，硬(ying)度(du)(du)最高為(wei)(wei)275HV10。而后基本上隨著奧(ao)氏體比(bi)例的增(zeng)加(jia)，硬(ying)度(du)(du)值(zhi)逐步下降，直至到母(mu)材硬(ying)度(du)(du)在240～260HV1。范圍內。
b. 金相組織與相比例
根部焊(han)縫(feng)組(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)(ao)氏體相(xiang)比(bi)例為50％～70％，熱影響區組(zu)(zu)織(zhi)中(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)(ao)氏體相(xiang)為20％～45％。與根部和填充焊(han)道相(xiang)比(bi)，蓋(gai)面焊(han)焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)(ao)氏體相(xiang)比(bi)例有所減少，這是因為蓋(gai)面焊(han)道沒有經歷后熱過程，焊(han)后冷卻(que)速度(du)相(xiang)對快些，因此，蓋(gai)面焊(han)縫(feng)和熱影區中(zhong)(zhong)奧(ao)(ao)(ao)氏體相(xiang)比(bi)例偏(pian)低。蓋(gai)面焊(han)縫(feng)中(zhong)(zhong)組(zu)(zu)織(zhi)晶粒粗(cu)大，并呈(cheng)羽毛狀分布。
c. 焊(han)接(jie)接(jie)頭耐應力腐蝕(shi)
采用恒變形(xing)U形(xing)彎曲(qu)試(shi)樣，按GB／T 17898-1999進(jin)行。定期用10倍放大鏡觀察試(shi)樣裂紋(wen)情況，試(shi)驗表明，兩周未(wei)出(chu)現裂紋(wen)。
d. 焊接接頭(tou)耐晶(jing)間(jian)腐蝕
采用氟(fu)化(hua)鈉-硝酸法(fa)（按GB 1223-1975標準(zhun)配制試(shi)(shi)驗(yan)溶液）進(jin)行(xing)試(shi)(shi)驗(yan)，腐蝕3h后取出(chu)試(shi)(shi)樣，用φ5mm的壓頭(tou)將試(shi)(shi)樣彎曲，在10倍(bei)放(fang)大鏡下觀察彎曲面，打底(di)焊(han)焊(han)道表面均未出(chu)現(xian)任何裂紋。
浙江(jiang)至德(de)鋼(gang)業有限(xian)公司通(tong)過焊(han)(han)(han)接工藝(yi)評(ping)定證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙(shuang)相不銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)管焊(han)(han)(han)接性能良好，可(ke)直(zhi)接在氣田和石(shi)油(you)天(tian)然氣管路焊(han)(han)(han)接中(zhong)應用。
