2205双相不锈钢复合板焊接工艺.docx

2205双相不锈钢复合板焊接工艺1、材料特性2205双相不锈钢成分特点2205双相不锈钢（Cr22Ni5Mo3N）是中合金双相不锈钢的代表品种，组织中铁素体和奥氏体各约占50%,其成分特点是超低碳、含氮，氮是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢中，既提高钢的强度且不损伤钢的塑韧性，增强了其在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。由于其具有良好的耐腐蚀性能、力学性能、加工性能和焊接性能，广泛应用于石油和天然气工业、化学和石化加工工业、化肥工业、运输业、造纸和制盐轻工业等。2205/Q235B双相不锈钢复合板的生产机制及特点2205/Q235B双相不锈钢复合板材料是采用基材Q235B和复材2205不锈钢爆炸焊接而成。爆炸焊接生产复合板以炸药为能源介质，利用爆炸产生的冲击波推动复板向基板运动，在排出间隙中气体的同时通过撞击，在接触界面上发生薄层金届的塑形变形、融化和原子间的扩散，从而使金届板之间焊合。大量的研究以及成熟的生产工艺都表明，复合板各元素在界面附近为梯度过渡，呈渐进分布，复合板基材/复材界面区域形成牢固的冶金结合过渡区。达到在不降低使用效果（防腐性能、机械强度等）的前提下节约资源、降低成本的效果。2、焊接性2.1复材的焊接2205双相钢钢为超低碳的奥氏体-铁素体不锈钢，在通过固溶处理后具有良好的韧性、强度和焊接性，由于该钢Cr当量与Ni当量比值适当，在高温加热后仍保留有较大量的一次奥氏体组织，可使二次奥氏体组织在冷却中生成，使钢中的奥氏体相总量不低于30%40%,因而使钢具有良好的耐腐蚀性能；因母材中含有较高的N，焊接近缝区不会形成单相铁素体区，奥氏体含量一般不低于30%。双相不锈钢2205具有良好的焊接性，焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性都较小。通常焊前不预热，焊后不热处理。2.2过渡层的焊接2205/Q235B复合板焊接过渡层时，由于其符合界面成分复杂，要在保证熔合良好的前提下，尽量减少基材金届的熔入量，即降低熔合比。为此，应采用较小直径的焊条及较小的焊接线能量，当焊接材料选择合理，焊接线能量控制适当时，焊接接头具有良好的综合性能。2.3基层的焊接基层为Q235B碳素钢板，焊接工艺成熟。在这里我们选取的J506焊条为低氢钾型焊条，是在低氢钠型基础加入稳弧剂，改善电弧工艺性能，增强了抗裂性。2.4焊接要点双相不锈钢焊接接头的力学性能和耐蚀性能取决于焊接接头能否保持适当的金相比例，因此，焊接是围绕如何保证其双相组织进行的。当铁素体和奥氏体量各接近50%时，性能较好，接近母材的性能。改变这个比例关系，将使双相不锈钢焊接接头的耐蚀性能和力学性能（尤其是韧性）下降。双相不锈钢2205铁素体含量的最佳值是45%。过低的铁素体含量（<25%）将导致强度和抗应力腐蚀开裂能力下降；过高的铁素体含量（>75%）也会有损于耐蚀性和降低冲击韧性。金相比例的影响因素如下：焊接接头中铁素体和奥氏体的平衡关系既受到钢中合金元素含量的影响，受到填充金届、焊接热循环、工艺参数的影响。（1）合金元素的影响根据研究和大量试验发现，复材中含氮是非常重要的。氮在保证焊缝金届和焊后热影响区内形成足够量的奥氏体方面具有重要作用。氮和锐一样是形成奥氏体和扩大奥氏体元素，但是，氮的能力远远大丁锐。在高温下，氮稳定奥氏体的能力也比锐大，可防止焊后出现单相铁素体，并能阻止有害金届相的析出。由丁焊接热循环的作用，自熔焊或填充金届成分与母材相同时，焊缝金届的铁素体量急剧增力，甚至出现纯铁素体组织。为了抑制焊缝中铁素体的过量增加，采用奥氏体占优势的焊缝金届是双相不锈钢的焊接趋。目前，填充材料一般都是在提高锐的基础上，再加入与母材含量相当的氮。热循环的影响双相不锈钢复合板焊接的最大特点是焊接热循环对焊接接头内的组织有影响，无论焊缝还是热影响区都会有相变发生，这对焊接接头的性能有很大影响。因此，多层多道焊是有益的，后续焊道对前层焊道有热处理作用，焊缝金届中的铁素体进一步转变为奥氏体，成为以奥氏体占优势的两相组织，从而使整个焊接接头的组织和性能显著改善。工艺参数的影响焊接工艺参数即焊接线能量对双相组织的平衡也起着关键的作用。由丁复层双相不锈钢在高温下是1%的铁素体，若线能量过小，热影响区冷却速度快，奥氏体来不及析出，过量的铁素体就会在室温下过冷保持下来。若线能量过大，冷却速度太慢，尽管可以获得足量的奥氏体，但也会引起热影响区的铁素体晶粒长大以及°相等有害金届相的析出，造成接头脆化。为了避免上述情况的发生，最佳的措施是控制焊接线能量和层间温度，并使用锐含量比母材高、氮含量与母材相当的填充金届。3、焊接工艺评定在本项目上，我们根据现场实际情况，结合设计图纸并参考了其他兄弟单位的焊接参数，选取了