焊接接頭的綜合性能是評(píng)價(jià)某一焊接工藝技術(shù)含量的重要指標(biāo)，對(duì)于2205雙相不銹鋼來(lái)說(shuō)，當(dāng)前使用最多的兩種焊接工藝是TIG焊蓋面和MIG焊蓋面，兩種焊接工藝的共同點(diǎn)就是需要等離子弧焊來(lái)打底。浙江至德鋼業(yè)有限公司技術(shù)人員，研究了2205雙相不銹鋼的焊接性，并對(duì)焊后進(jìn)行固溶處理的焊件與焊后未進(jìn)行固溶處理的焊件進(jìn)行了力學(xué)性能的比較，同時(shí)研究了不同的熱輸入和固溶處理工藝對(duì)焊接接頭綜合性能的影響。

1. 試驗(yàn)材料和方法

   試驗(yàn)用的母材為某鋼鐵公司生產(chǎn)的2205雙相不銹鋼，將板加工成160mm×320mm的試板，坡口60，鈍邊5mm，平板對(duì)接，試驗(yàn)中使用的保護(hù)氣體為氬氣加2％的氮?dú)狻?/span>

2.焊接試驗(yàn)

   2205雙相不銹鋼焊接接頭的韌性和耐腐蝕性能是該鋼種焊接的關(guān)鍵影響因素，只有制定嚴(yán)格的焊接工藝，才能保證該鋼優(yōu)良的焊后使用性能。在2205雙相不銹鋼焊接時(shí)，通過(guò)采用多道焊，合理控制熱輸入以及層問(wèn)溫度，這樣后一道對(duì)前一道起到了固溶處理的作用，可以使更多的奧氏體析出，保證焊接熱影響區(qū)的性能。焊接時(shí)電弧保護(hù)氣體和背部保護(hù)氣體按焊接接頭對(duì)耐蝕性的要求來(lái)選擇。

3.固溶處理試驗(yàn)

   將部分需要固溶處理的焊件加熱到1050℃，保溫0.5小時(shí)后以大于25℃/S的冷卻速度快速水冷。將固溶處理過(guò)的焊件制成試樣，依據(jù)各項(xiàng)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，檢測(cè)其金相比例、硬度、抗沖擊性能及抗彎曲拉伸性能和抗腐蝕性能。

4、硬度試驗(yàn)

    根據(jù)GB／2654-89，用M-400-H1型顯微硬度計(jì)測(cè)定焊接接頭的顯微硬度，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖。從圖中可以看出，采用兩種焊接方法，焊后進(jìn)行固溶處理與不進(jìn)行固溶處理得到的焊接接頭的各區(qū)硬度均≤290HB（約305HV），全部達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

5、沖擊性能試驗(yàn)

    沖擊試件加工成7.5mm×10mm×55mm的V形缺口試樣，對(duì)焊接接頭的焊縫、熱影響區(qū)和熔合線+5mm處進(jìn)行室溫與-40℃的低溫沖擊試驗(yàn)。依據(jù)ASTM A923標(biāo)準(zhǔn)要求焊接試件在-40℃最小沖擊吸收功為53J，出兩種焊接方法焊接的2205雙相不銹鋼均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。比較表中四種工藝，可以看出經(jīng)過(guò)固溶處理的焊接試件的沖擊性能高于沒(méi)有經(jīng)過(guò)固溶處理的焊接試件，這是因?yàn)樵?050℃保溫后水冷可以促進(jìn)奧氏體的析出，同時(shí)消除脆性有害相盯相，恢復(fù)焊接試件的韌性，尤其是熱影響區(qū)的韌性。經(jīng)過(guò)固溶處理的試件晶粒細(xì)小，韌性優(yōu)于沒(méi)進(jìn)行固溶處理的試件，其斷口韌窩多而小。比較兩種焊接方法可以看出，MIG蓋面獲得的試件韌性比TIG蓋面獲得的試件韌性好。

6、彎曲與拉伸性能試驗(yàn)

    根據(jù)GB／T228-2002，在WE-1000萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行拉伸性能試驗(yàn)；根據(jù)GB／2653-89，在ZDM-30萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，d=40mm，a=1800。依據(jù)API SPEC 5LC LC65-2205標(biāo)準(zhǔn)，要求焊接試件在室溫下Rm≥620 MPa，A≥25％。試驗(yàn)結(jié)果顯示，4種工藝獲得的試件ReL值在560~570 MPa之間，Rm值在715~730 MPa之間，斷面收縮率在28~30.5％之間，試樣均斷于母材。由此可知，采用4種工藝焊接的2205雙相不銹鋼的抗拉伸性能完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求。比較試驗(yàn)結(jié)果的尺乩值與月。值發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)固溶處理的焊接試件與沒(méi)有經(jīng)過(guò)固溶處理的焊接試件的拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差不多，兩種焊接方法不同，對(duì)焊接試件的抗拉伸性沒(méi)有太大的影響，這是由于拉伸試驗(yàn)中試件均斷于母材，固溶處理對(duì)母材的影響不大。彎曲試驗(yàn)結(jié)果顯示，正彎、背彎均合格。

7、 焊接接頭的三氯化鐵腐蝕試驗(yàn)  

     試樣尺寸為20mm×10mm×2mm，試驗(yàn)按ASTMG48標(biāo)準(zhǔn)在6％的FeCl3，溶液中浸泡24小時(shí)，PH=1.3，試驗(yàn)溫度為（22±1）℃，腐蝕試驗(yàn)前后對(duì)試樣稱重，計(jì)算平均腐蝕率。表1為焊接接頭的平均腐蝕率。試驗(yàn)結(jié)果顯示，4種工藝獲得的焊接試件焊縫、熱影響區(qū)及基體金屬耐三氯化鐵腐蝕性能均符合標(biāo)準(zhǔn)要求。從表結(jié)果看，焊后進(jìn)行固溶處理的焊接試件其抗點(diǎn)腐蝕性能更優(yōu)。

   用2205焊絲作填充金屬焊接的2205雙相不銹鋼具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。熱輸入量的大小影響焊接接頭的兩相比例、晶粒大小和力學(xué)性能及抗腐蝕性，采用合適的熱輸入量可以得到晶粒細(xì)小、力學(xué)性能和抗腐蝕性優(yōu)異的焊件。對(duì)焊接試件進(jìn)行1050℃保溫0.5h后快速水冷，可以提高焊縫及熱影響區(qū)的奧氏體含量，細(xì)化晶粒，改善焊接接頭的力學(xué)性能以及焊接接頭抗點(diǎn)腐蝕性能，恢復(fù)熱影響區(qū)的韌性。