浙江至德鋼業(yè)有限公司對(duì)本公司生產(chǎn)的2205雙相不銹鋼的焊接性能進(jìn)行了研究分析，對(duì)材料的焊接技術(shù)關(guān)鍵進(jìn)行了介紹如下：鐵素體－奧氏體雙相不銹鋼發(fā)明于20世紀(jì)20年代，但由于存在材料、焊接等問(wèn)題，一直沒(méi)有大規(guī)模應(yīng)用。直到20世紀(jì)70年代，隨著冶金技術(shù)進(jìn)步和對(duì)氮元素對(duì)不銹鋼重要作用的認(rèn)識(shí)，開(kāi)發(fā)了第二代新型的含氮雙相不銹鋼，材料的焊接性得到改善，才使雙相不銹鋼在國(guó)外大量應(yīng)用，20世紀(jì)90年代開(kāi)始國(guó)內(nèi)也逐步大量使用。2205是現(xiàn)代雙相不銹鋼其中一種，用途最為廣泛，具有優(yōu)良的力學(xué)性能和耐蝕性能，在石油天然氣輸送、海洋工程、化學(xué)工業(yè)等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。石油和天然氣工業(yè)目前采用雙相不銹鋼材料鋪設(shè)的油氣輸送管線長(zhǎng)度已超過(guò)850公里，絕大部分為2205雙相不銹鋼。西氣東輸某氣源工程由于輸送天然氣介質(zhì)的腐蝕性強(qiáng)，高壓管道采用2205雙相不銹鋼材料。天然氣管道的施工，焊接是最主要、最關(guān)鍵的工作之一。該材料焊接工序復(fù)雜，工藝要求高，加上管道焊接的特殊性和現(xiàn)場(chǎng)條件的限制，現(xiàn)場(chǎng)焊接難度很大。在對(duì)材料焊接性試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，通過(guò)制定合理的焊接工藝規(guī)程和工藝紀(jì)律，保證了工程的質(zhì)量。本文從工程應(yīng)用的角度，介紹了這種材料的焊接性能特點(diǎn)及其一些關(guān)鍵焊接技術(shù)。材料的焊接性研究2205雙相不銹鋼主要的合金元素是鉻、鎳、鉬和氮，其質(zhì)量百分比為22％的鉻、5％的鎳、3％的鉬和0.15％的氮。該材料一般以固溶處理狀態(tài)交貨，在正常的交貨狀態(tài)下其顯微組織為具有大約50％的鐵素體和大約50％的奧氏體雙相組織。

 早期的雙相不銹鋼的焊接性很差，也因焊接問(wèn)題出現(xiàn)了許多質(zhì)量事故。甚至直到現(xiàn)在，對(duì)于雙相不銹鋼的焊接性仍有人擔(dān)心?，F(xiàn)代雙相不銹鋼具有最佳的鐵素體-奧氏體比例（各約50％），并采用氮合金化使得現(xiàn)代雙相不銹鋼具有良好的焊接性，因而在熱影響區(qū)能夠很好地重新形成奧氏體并獲得力學(xué)性能和耐蝕性能良好的焊接接頭。與奧氏體不銹鋼相比，2205雙相不銹鋼材料導(dǎo)熱系數(shù)大，線膨脹系數(shù)小，又包含兩種組織，因此熱裂傾向和變形?。慌c低合金高強(qiáng)鋼相比，因組織中含有約50％的奧氏體，因此冷裂紋傾向小。總的來(lái)說(shuō)，2205雙相不銹鋼可焊性良好，一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理，可與普通奧氏體不銹鋼或碳鋼等異種鋼焊接。雙相不銹鋼優(yōu)良的性能是靠適當(dāng)比例的兩相組織來(lái)保證的。焊接工藝參數(shù)對(duì)焊縫的組織有很大的影響。焊接過(guò)程采用的線能量過(guò)低，工件冷卻速度過(guò)快，焊縫及熱影響區(qū)會(huì)產(chǎn)生過(guò)多的鐵素體和氮化物，從而降低焊接接頭的腐蝕抗力和韌性；線能量過(guò)高，工件的冷卻速度過(guò)慢，焊縫及熱影響區(qū)可能析出金屬間相，也會(huì)使焊接接頭的腐蝕抗力和韌性降低。可見(jiàn)，合適的焊接工藝參數(shù)和一定的技術(shù)措施相結(jié)合才能保證焊縫及熱影響區(qū)的組織和性能。

 為了取得良好的焊接質(zhì)量，焊接人員應(yīng)掌握雙相鋼的焊接特點(diǎn)和注意事項(xiàng)。另外，從腐蝕的角度來(lái)看，焊接接頭總是不銹鋼結(jié)構(gòu)的最薄弱環(huán)節(jié)，實(shí)際上管道最終的耐蝕水平是由焊工決定的，為了盡可能的取得良好的結(jié)果，焊接操作過(guò)程應(yīng)當(dāng)遵守一些基本規(guī)則?？偨Y(jié)出的2205雙相不銹鋼焊接的一些關(guān)鍵技術(shù)如下：

 1. 焊接方法和材料的選擇一般用于奧氏體不銹鋼的焊接方法，如手工電弧焊、鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊等，都可用于雙相不銹鋼的焊接。焊接材料要選用比母材含鎳量高的雙相鋼焊材，確保焊縫中奧氏體相占優(yōu)勢(shì)，焊縫鐵素體含量控制在30％～45％為宜。

 2. 焊接工藝參數(shù)的選擇焊接線能量太大或太小都不好，一般控制在0.5～2.5kg/cm范圍，其具體大小要根據(jù)焊件厚度選擇。一般焊接時(shí)不需要預(yù)熱，但焊件壁厚過(guò)大或環(huán)境溫度過(guò)低時(shí)，為防止冷速過(guò)快造成焊縫和熱影響區(qū)鐵素體含量過(guò)高，必要時(shí)要采取預(yù)熱措施。為避免冷卻速度過(guò)低而引起析出相的產(chǎn)生，多層多道焊的層間溫度要控制。

 3. 焊接熔池及背面的保護(hù)氣體保護(hù)焊時(shí)保護(hù)氣體中加氮可以提高焊縫的耐蝕性。有效的背面氣體保護(hù)是保證焊接質(zhì)量的前提，保護(hù)氣體的純度應(yīng)滿足工藝要求，應(yīng)采取有效的背面保護(hù)工裝，開(kāi)始焊接時(shí)要對(duì)焊縫背面的氧含量進(jìn)行檢測(cè)，滿足工藝要求后才能開(kāi)始焊接。

 4. 定位焊縫定位焊縫焊接時(shí)，如果長(zhǎng)度過(guò)短，焊接未建立起平衡過(guò)程即結(jié)束，焊縫冷卻會(huì)很快，可能導(dǎo)致鐵素體含量過(guò)高、低韌性并因氮化物析出而降低耐腐蝕性能。因此，如采用定位焊，對(duì)定位焊縫的最短長(zhǎng)度應(yīng)進(jìn)行規(guī)定，且應(yīng)采用較大熱輸入規(guī)范參數(shù)。

 5. 焊接過(guò)程材料的保護(hù)材料表面的弧擊和起弧，是一個(gè)瞬間的高溫過(guò)程，冷卻速度很快，表面顯微組織中鐵素體含量很高，這種組織對(duì)裂紋和腐蝕很敏感，應(yīng)盡力避免，如果產(chǎn)生必須用細(xì)砂輪打磨去除?，F(xiàn)場(chǎng)焊接過(guò)程中材料的保護(hù)非常重要，應(yīng)避免碳鋼、銅、低熔點(diǎn)金屬或其它雜質(zhì)對(duì)不銹鋼的污染，可能情況下，不銹鋼和碳鋼管應(yīng)分開(kāi)存放和焊接。焊接和切割過(guò)程中應(yīng)采取措施防止飛濺、弧擊、滲碳、局部過(guò)熱等。根據(jù)研究掌握的技術(shù)，擬定工藝規(guī)程進(jìn)行焊接工藝評(píng)定。

 2205雙相不銹鋼具有良好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能，應(yīng)用前景廣闊。該材料的焊接有許多特點(diǎn)，工序復(fù)雜，工藝要求高，掌握材料的焊接性能特點(diǎn)和關(guān)鍵技術(shù)是保證質(zhì)量前提。生產(chǎn)過(guò)程中，通過(guò)制定詳細(xì)的工藝規(guī)程和嚴(yán)格的工藝紀(jì)律，并在焊接中嚴(yán)格執(zhí)行，才能保證工程的焊接質(zhì)量。