钢材经焊接热循环会造成双相钢接头HAZ的晶粒长大及铁素体相比例增大。若采用与母材成分相同的焊材,焊缝金属迅速冷却过程中,奥氏体来不及析出或析出量少,会造成焊缝铁素体相增多,双相钢中相比例失调必然导致接头性能恶化。
焊接材料的选择选用奥氏体形成元素(Ni、N等)含量较高的焊材作为填充金属,以促进焊缝中的铁素体向奥氏体转变。目前对SAF2205型的钢多选用221813L或231813NL的焊条或焊丝。对SAF2507型的钢多选用2511014L的焊丝或2511014R的焊条。采用氩弧焊时,在保护气体中可加入1%~2%N(若N>2%会增加气孔并造成电弧不稳定),以利于焊缝金属吸氮和焊接接头中奥氏体相的稳定。焊接线能量要保持焊缝HAZ有足够数量的奥氏体,关键是母材的相比例以及焊接热循环的加热、冷却条件。焊接规范就成为HAZ中奥氏体转变和析出的主要影响因素。施焊时应采用稍大的焊接线能量,因为线能量过低,冷却速度过快,不利于铁素体向奥氏体转变,造成焊缝和HAZ中铁素体过多;但线能量过大,冷却速度太慢,会导致晶粒长大以及σ相等析出造成接头脆化。SAF2205管子与管板连接采用氩弧焊,推荐线能量大于5kJ/cm.12mm厚的SAF2507钢板采用116~210mm焊丝氩弧焊的线能量为2~15kJ/cm,层间温度控制在150℃以下。力学性能检验:焊接工艺评定有的按JB4708,也有参照ASMEⅨ测定焊接接头的强度、塑韧性,在检测其冲击功的同时,还应测其侧向膨胀量。焊缝及HAZ中铁素体相的比例应符合要求。焊接接头的耐腐蚀试验,按设备技术条件的要求分别进行晶间腐蚀、点腐蚀、选择性腐蚀、抗Cl-或H2S应力腐蚀试验,应符合要求。
312高级的焊接技术(1)焊接的难度Al-6XN钢的合金元素较多、金相组织为单相,线膨胀系数较大,焊接时热应力大。焊缝中含Ni量高,合金的固液相线区间窄,液态金属流动性差,易出现气孔及产生未熔合。同时,在焊缝粗大的柱状晶边界,易于集聚Ni与S、P、Si等低熔点物质(例如Ni-Ni3S2的熔点为625℃),若在晶界形成液膜,容易引发焊缝中的结晶裂纹和HAZ的液化裂纹。此外,Ni-Cr合金的焊接接头,若因焊件表面清理不良,熔池保护不佳,焊接线能量过大或焊接过热严重均会造成接头脆化、甚至引起裂纹和气孔等并发,所以焊接难度较大。(2)焊接及检验要求1)采用钨极氩弧焊,氩气的纯度要高;2)重视坡口清理。焊缝正、背面必须用施罩(或充气)保护;3)选用Mo含量较高的焊材(应达到9%Mo);4)采用偏小的焊接线能量,不得大于15kJ/cm;层间温度应小于95℃;5)焊接时,应采用独立场地;焊接清根时,不允许碳弧气刨,必须采用机械加工;6)按设备技术条件,对焊接接头进行无损检测和加速腐蚀试验,应符合要求。
目前一些大型压力容器制造企业不仅能制作出高难度、高温、高压并具有苛刻腐蚀要求的不锈钢设备;而且一些更高级的奥氏体钢(904L、AI-6XN等)以及特种合金(哈氏合金、锆等)在石化、冶金和醋酸等成套设备上的设计、制造和应用都经过考验。新型或高级的不锈钢将会进一步的扩大应用。