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                            影響雙相不銹鋼焊接的主要因素有哪些
                            發布者:不銹鋼管廠(www.txhadsj.cn) 發布時間:2021/4/13 閱讀:192

                             自從雙相不銹鋼問世以來,有關其焊接工藝及焊接性研究始終是重要的課題之一。雙相不銹鋼的焊接與奧氏體不銹鋼的焊接比較,焊縫的熱裂傾向低;與鐵素體不銹鋼的焊接相比,接頭在焊后狀態的脆化程度低,而且焊接熱影響區中鐵素體相的粗化程度也較低。雙相不銹鋼焊接的最大特點是焊接熱循環對焊接接頭組織的影響。無論是在焊縫區還是其他部分都有相變發生,這對焊件的性能,如塑性和耐蝕性能都有很大影響。因此,確保接頭焊接質量的關鍵是使焊縫金屬和中均保持有適量的鐵素體和奧氏體組織。目前,有關雙相不銹鋼的焊接已開展了相對較多的研究工作,主要集中在焊接工藝優化及對接頭焊縫區雙相組織的控制,以保證獲得接頭的力學性能和耐腐蝕性能滿足使用要求。已有的研究表明,影響雙相不銹鋼焊接質量的因素主要體現在以下幾方面:

                             

                            1、含氮量對熱影響區焊縫組織和性能的影響

                             

                            浙江宏盛特鋼有限公司工程師研究了保護氣體中氮的不同含量對雙相不銹鋼性能的影響。結果表明,隨著混合氣體中氮分壓的增加,焊縫中氮的質量分數開始迅速增加,然后變化很小,焊縫中的鐵素體相含量隨氮的增加呈線性下降,但鐵素體含量對抗拉強度和伸長率的影響與氮含量的影響剛好相反。同樣的鐵素體相含量,母材的抗拉強度和伸長率均高于焊縫。這是由于顯微組織的不同所造成的。雙相不銹鋼焊縫金屬中含氮量提高后可以改善接頭的沖擊韌性,這是由于增加了焊縫金屬中的γ相含量,以及減少了Cr2N的析出。

                             

                            2、焊接熱輸入對熱影響區沖擊韌性的影響

                             

                              與焊縫區不同,焊接時熱影響區的氮是不會發生變化的,它就是母材的氮,所以此時影響組織和性能的主要因素是焊接時的熱輸入。根據文獻,焊接時應選擇合適的線能量。焊接時如果熱輸入太大,焊縫熱影響區范圍增大,金相組織也趨于晶粒粗大、紊亂,造成脆化,主要表現為焊接接頭的塑性指標下降。如焊接熱輸入太小,造成淬硬組織并易產生裂紋,對焊縫區的沖擊韌性同樣不利。此外,凡影響冷卻速度的因素都會影響到焊縫區的沖擊韌性,如板厚、接頭形式等。

                             

                            3、雙相不銹鋼及其焊縫的σ相脆化

                             

                              浙江宏盛特鋼有限公司研究人員發現再熱引起的雙相不銹鋼及其焊縫金屬的σ相脆化問題。母材和焊縫金屬的再熱過程中,先由 α相形成細小的二次奧氏體 γ,然后析出 σ相。結果表明,脆性開裂都發生于σ相以及基體與 σ相的界面處,對母材斷口觀察表明,在 σ相周圍區域內都為韌窩,由于α相區寬,大量生成的σ相才會使韌性降低,然而在焊縫中α相區是細小的,斷口仍表現為脆性斷裂,只要少量的σ相生成就足以引起焊縫金屬韌性的降低,因此,焊縫金屬中的 σ相脆化傾向比母材要大得多。

                             

                            4、雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆和氫致裂紋

                             

                              雙相不銹鋼焊接接頭的氫脆通常發生于α相,且氫脆的敏感性隨焊接時峰值溫度的升高而增加。其微觀組織的變化為:峰值溫度增加,γ相含量減少,α相含量增加,同時由α相邊界和內部析出的 Cr2N量增加,故極易發生氫脆。

                             

                            5、雙相不銹鋼焊接接頭的應力腐蝕開裂

                             

                              母材和焊縫金屬中的裂紋都起始于α/γ界面的α相一側,并在α相內擴展。奧氏體(γ)由于其固有的低氫脆敏感性,因此,可起到阻擋裂紋擴展的作用。由于DSS中含有一定量的奧氏體,所以其應力腐蝕開裂傾向性較小。

                             

                            6、雙相不銹鋼焊接接頭的點蝕問題

                             

                              耐點蝕是雙相不銹鋼的一個重要特性,與其化學成分和微觀組織有著密切關系。點蝕一般產生于 α/γ界面,因此被認為是產生于 γ相和 α相之間的γ相。這意味著 γ*相中的含Cr量低于 γ相。γ相與 γ相的成分不同,是由于 γ 相中 的Cr 和 Mo含量低于初始 γ相中的Cr、Mo含量。進一步研究表明,含N量較低的鋼,其點蝕電位對冷卻速度較為敏感。因此,在焊接含 N量較低的雙相不銹鋼時,對冷卻速度的控制要求更加嚴格。

                             

                              在雙相不銹鋼焊接過程中,合理控制焊接線能量是獲得高質量雙相不銹鋼接頭的關鍵。線能量過小,焊縫金屬及熱影響區的冷卻速度過快,奧氏體來不及析出,從而使組織中的鐵素體相含量增多;如線能量過大,盡管組織中能形成足量的奧氏體,但也會引起熱影響區內的鐵素體晶粒長大以及σ相等有害相的析出。一般情況下,焊條電弧焊、鎢極氬弧焊、藥芯焊絲電弧焊和等離子弧焊等焊接方法均可用于雙相不銹鋼的焊接,且在焊前一般不需要采取預熱措施,焊后也不需進行熱處理。

                             

                             

                             

                             
                             

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