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 雙相不銹鋼(gang)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(han)接方(fang)法(fa)的選(xuan)擇(ze)
022Cr22Ni5Mo3N 雙相(xiang)不銹(xiu)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(guan)，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(wo)國YB／T 5092-2005的(de)H03Cr22Ni8Mo3N牌號。
3. 焊接參數的選擇
采(cai)用(yong)60°V形坡口，鈍邊(bian)1.0mm，間隙3.0mm。焊(han)(han)接時(shi)，不需要對管件進(jin)行(xing)預熱(re)(re)，但(dan)應(ying)嚴(yan)格控(kong)制(zhi)層(ceng)間溫度和熱(re)(re)輸入。熱(re)(re)輸入在5～15kJ／cm范圍(wei)內(nei)，層(ceng)間溫度差(cha)，小于(yu)150℃。施(shi)焊(han)(han)過程選擇多道焊(han)(han)，因為后續(xu)焊(han)(han)道對前道焊(han)(han)縫有熱(re)(re)處(chu)理作(zuo)用(yong)，能(neng)(neng)使(shi)焊(han)(han)縫金屬(shu)中鐵素體(ti)進(jin)一步轉變為奧氏(shi)體(ti)，同時(shi)熱(re)(re)影區(qu)中的奧氏(shi)體(ti)數量(liang)也會增(zeng)多，從而使(shi)整個焊(han)(han)接接頭(tou)的組(zu)織和性能(neng)(neng)得到改善。焊(han)(han)接參數見表4-35。
4. 焊接接頭性能的評估(gu)
a. 焊接接頭(tou)力學性能(neng)
焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)各項力學性能(neng)均良好(hao)，所(suo)有硬(ying)度(du)均小于275HV，10,且焊(han)接(jie)接(jie)頭(tou)的(de)硬(ying)度(du)變化(hua)與(yu)雙相組織的(de)比例有關(guan)，在(zai)熔合線(xian)和熱影(ying)區高(gao)溫(wen)段以(yi)粗大鐵素體為(wei)主，硬(ying)度(du)最高(gao)為(wei)275HV10。而(er)后基本上隨著奧氏體比例的(de)增加，硬(ying)度(du)值逐(zhu)步下降，直(zhi)至到母材硬(ying)度(du)在(zai)240～260HV1。范圍(wei)內。
b. 金相組織與相比例
根部(bu)焊縫組織(zhi)中(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)比(bi)(bi)例(li)為(wei)50％～70％，熱影響(xiang)區(qu)組織(zhi)中(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)為(wei)20％～45％。與(yu)根部(bu)和填充焊道(dao)相(xiang)比(bi)(bi)，蓋面(mian)焊焊縫中(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)比(bi)(bi)例(li)有所減少，這是因為(wei)蓋面(mian)焊道(dao)沒有經(jing)歷后熱過程(cheng)，焊后冷(leng)卻速度相(xiang)對(dui)快些，因此，蓋面(mian)焊縫和熱影區(qu)中(zhong)奧(ao)氏體相(xiang)比(bi)(bi)例(li)偏低。蓋面(mian)焊縫中(zhong)組織(zhi)晶粒粗大，并(bing)呈羽毛狀(zhuang)分布。
c. 焊接接頭耐(nai)應力腐蝕
采(cai)用恒變形(xing)U形(xing)彎曲(qu)試樣，按(an)GB／T 17898-1999進行。定(ding)期用10倍(bei)放大鏡觀察試樣裂(lie)紋情(qing)況，試驗表(biao)明(ming)，兩周未(wei)出現裂(lie)紋。
d. 焊接接頭耐晶間腐蝕(shi)
采(cai)用氟化鈉-硝(xiao)酸法（按GB 1223-1975標(biao)準(zhun)配制(zhi)試驗(yan)溶液）進行試驗(yan)，腐蝕3h后(hou)取出(chu)試樣，用φ5mm的(de)壓頭(tou)將試樣彎(wan)曲，在10倍放大鏡下觀察彎(wan)曲面，打底焊(han)焊(han)道表面均未出(chu)現(xian)任何(he)裂(lie)紋。
浙江至(zhi)德鋼(gang)業有限公司通過焊接(jie)(jie)工藝(yi)評(ping)定(ding)證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼(gang)鋼(gang)管(guan)焊接(jie)(jie)性能良(liang)好，可直(zhi)接(jie)(jie)在氣田和石油(you)天(tian)然氣管(guan)路(lu)焊接(jie)(jie)中應用。
