双相不锈钢的焊接工艺.docx

双相不锈钢的焊接技术及工艺要求1. 双相不锈钢的特性1.1 双相钢亦称奥氏体—铁素体不锈钢，一般认为其铁素 40%~60%， 其余奥氏体.1.2 双相金属组织具有较高的强度和抗腐蚀能力1.3 双相钢在整个焊接过程容易形成焊缝及热影响区的相位变化1.4 双相钢物理性能:1.4.1 热传导性： 碳钢—47; CrNi 钢—15；双相钢—141.4.2．热膨胀：碳钢—12; CrNi 钢—17：双相钢—131.5 双相钢中铁索体含量:1.5.1 F<25% :强度下降，抵抗应力腐蚀开裂能力下降1.5.2 F>60—70% :降低抗点蚀能力及韧性，增强抗氢致延迟裂纹2. 焊接材料的选用2.1 为了确保焊缝焊后奥氏体—铁素体比例的平衡，双相钢的焊接通 常选用铬镍含量比母材略高的双相填充金属2. 2不得采用与母体金属成分一致的焊接材料焊接或母体材料自熔焊 接，否则，会造成焊缝金属的双相不平衡，从而导致金属镍过量稀释、 铁素体含量过高2.3需采用高一级的焊材，应用奥氏体元素（Ni, N）来超合金化如母材为 2205 双相不锈钢的焊接材料一般选用焊材成分为“2309”的 牌号2.4 两种双相不锈钢同种钢焊接的焊丝与焊条见表： （仅供参考）母材 牌号焊材 牌号CWCrNiMoMnSiWPWSWNCuWS31803焊条E2209-xx0.0421.0/23.58.5/10.52.5/3.50.5/2.00.90.040.030.08/0.20.75(SAF2205)焊丝ER22090.0321.5/23.57.5/9.52.5/3.50.5/2.00.90.030.030.08/0.20.75S3275025.10.4 LR0.03251040.70.50.030.0250.25—(SAF2507)25.10.4 L0.02251040.40.30.020.020.25—3. 坡口的设计和加工3.1 双相钢对接接头坡口的设计、加工应满足焊缝充分焊透又不能烧 穿的要求，坡口的设计应避免小角度。

3.2 双相钢的焊接都应开坡口、留间隙、加填充金属焊接，禁止焊缝 自熔焊接和同材质填充材料焊接3.3 双相钢焊接时钢水的流动性和润湿性比一般奥氏体钢差，所以， 双相钢坡口角度比一般奥氏体钢的坡口角度要大一些，建议手工焊接 一般坡口角度30机械焊接坡口角度一般为353.4 双相钢焊缝坡口一般采用等离子切割+软质砂轮打磨的加工方法 加工成形双相钢典型坡口形式及匹配焊接方法见下例图示I焊接方法：SMAW、FCAW 焊接方法：SAW 焊接方法：FCAW、FCAW+ SAW、FCAW+ SMAW5Wt W20mm5Wt W20mm5Wt W20mmA=2.0-2.5 mmB=1.5-2.0mmA=4-6 mmB=1.5~2.0mmB=4~6mm3.5 双相钢与 CCS 异种钢的对接焊缝坡口型式根据双相钢而定4. 焊前准备和清理工作 4.1双相钢焊接或双相钢与普通碳钢焊接焊前必须做好待焊部位及其 两侧 30mm 范围内的除尘、除油污、脱脂、去除水迹的清洁工作，并 涂上防飞溅涂料4.2接材料放置环境应保持恒温、干燥，存放温度20°C左右，湿度 50 %左右4.3双相钢焊条使用前应320〜350C烘焙2小时后100〜120C保温 待用；双相钢埋弧焊剂300〜320C烘焙1小时后100〜120C保温待 用。

4.4装配及焊接用焊条必须置于保温筒内，随用随取，当天未用完的 焊接材料必须退库保管4.5 双相钢焊条的烘焙与使用不得和碳素钢接触4.6定位焊接: 装配用点焊方法也可用加“马”方法定位点焊方法 的点焊长度约20〜25mm,点焊间距150〜200mm定位“马”的材质 应与分段母材一致，异种钢焊缝定位“马”的材质为不锈钢材料马” 与“马”的间距约400mm左右点焊材料应与焊接材料相一致，点焊 和搭焊选用相应的SMAW焊条或FCAW焊丝4.7 对双相钢装配点焊：在焊前，点焊须清除5. 焊接方法5.1对于双相钢，焊条电弧焊（SMAW）,埋弧焊（SAW）,药芯焊丝气 保护焊（FCAW）等方法均能获得满意的焊接接头5.2 SAW 时，选用比碳钢焊接小一号的焊丝，适当控制焊缝的熔透 深度，以使焊缝金属与母材间的熔合部分处于较少状态5.3 FCAW用富Ar作保护气体比纯CO?气体效果更好，焊接时喷嘴与 焊缝的夹角尽可能垂直5 . 4陶瓷衬垫单面焊双面成型焊接时，可适当选用较小的焊接工艺参 数5.5 SMAW时，注意焊接过程应处于低氢状态，严格控制电弧长度和 横向摆动操作5.6 SMAW 和 FCAW 前应在坡口两侧均匀涂上防飞溅涂料，以便于焊 接飞溅的清除。

6. 焊接工艺参数及工艺认可，焊工考试6.1 常用焊接工艺参数见表:（仅供参考，需以认可的焊接工艺为指导）焊接方法填充金属直径mm焊接电流（A）电弧电压（V）其它SMAW①3.280~12022~28①4100~16022~28SAW①3.2450~55029~34①4500~60030~35FCAW①1.2140~20022~30保护气体流量L/mi n20~256.2 焊接工艺认可：6.2.1 按照本社《材料与焊接规范 1998》及 01、03、04 修改通报的 要求进行相关的工艺认可6.2.2 须增加金相分析（铁素体含量为25－70%）和腐蚀试验6.2.3须进行V型一20° C冲击试验，平均冲击值不小于一 27J注：04版修改通报还没有叙述，待商榷BV,DNV规范已明确）6.2.4 须进行 100% 着色探伤6.2.5 须进行硬度测试6.3 焊工考试按照本社《材料与焊接规范1998》及01、03、04修改 通报的要求进行，考试材料须双相不锈钢建议可否用奥氏体不锈 钢代替，待商榷）7． 焊接线能量、焊缝热输入和焊接层间温度7.1 双相钢的焊接线能量应控制在0.5 3.0KJ / mm范围以内.7.2 除SAW外，一般焊接线能量建议控制在0.5——2.5KJ / mm范围 以内，（焊2507应特别小心线能量w 1.5KJ/mm）.7.3 焊接线能量过小，会造成焊缝热输入过低，冷却速度过快，高温 铁素体转换机会减少，从而破坏焊接区域的相位平衡，降低双相钢接 头的耐蚀性能及韧性.7.4 焊接线能量过大,则造成焊件变形大，熔池面积增大，烟雾和飞 溅增多，冷却速度过慢而产生低熔点共晶相，同样也会降低双相钢接 头的耐蚀性及韧性。

7.5双相钢焊接应控制层间温度在100°C以下，最高不要超过150°C,7.6 避免大直径的焊条，避免摇晃，需确保电弧稳定而快速地直线移 动8. 施焊工艺守则8.1 为了保证焊缝焊透和避免产生焊接缺陷，埋弧自动焊接时焊缝两端应安装引熄弧板，引熄弧板尺寸约150 X 150mm，坡口形式与施焊 焊件相同8.2双相钢的焊接工艺参数必须控制焊接线能量0.5KJ/mm〜 2.5KJ/mm的范围，焊接层间温度保持在20C〜150°C之间，如果环 境温度低于0°C停止施焊8.3 拼板面积过大且起吊能力所不能及时，应选用陶瓷衬垫单面焊双 面成形拼板焊接工艺双面对接焊缝正面焊好以后反面必须清根，未 出白的焊缝不得焊接8.4焊接时，不允许在焊缝的转角处或交叉处引弧和收弧引弧应在 坡口中进行，禁止在坡口外侧进行8.5 装配定位使用的焊接材料必须与施焊焊接材料相同施焊过程中 如遇因定位焊开裂等原因引起的错边量超标，必须修正后再焊接8.6 焊接过程必须保持低氢状态，禁止长弧操作和过大的横向摆动， 多层多道焊接直至焊缝坡口填满8.7 双相钢及双相钢和碳钢焊缝采用边打磨边焊接的方法，将焊缝中 的装配定位焊和焊缝接头弧坑表面打磨后焊接。

8.8手工焊接对接焊缝坡口间隙约2〜2.5mm,陶瓷衬垫单面焊双面成 型坡口装配间隙约4〜6mm8.9每一焊道熔敷金属成型应相对平整光滑，中间焊道如出现焊道过 高和咬边现象，应用砂轮打磨后才能进行下一焊道的焊接，盖面焊道 与母材必须平滑过渡9. 双相钢焊接操作人员要求：9.1 持证上岗：从事双相钢焊接的焊工，必须经过专门的应知理论培 训和应会操作考核，并取得 CCS 上岗证书的熟练焊工9.2 上岗前自身检查：从事双相钢船体内舱部分焊接的操作人员，进 入工位前必须保持自身工装的整洁，身上应无铁器、石料等硬质挂件， 进入工位前应调换软底绝缘工作鞋和软质鞋套9.3 焊接设备及其附件的检查：焊接电源应能满足双相钢焊接操作的 基本要求，电缆线、焊把等应保持绝缘状态，机械、半机械焊接的焊 丝传导部分应与铁质材料隔离，焊接小车、焊接导轨、送丝机构等与 母材接触部分应保持绝缘状态或改为非铁质材料9.4 焊剂、焊渣的清理：双相钢船体内仓部分焊接后的焊渣，应用非 铁质凿子或尖角榔头敲铲，焊剂及敲铲下的焊渣应用吸尘装置吸除， 禁止用清扫的方法清除焊剂和焊渣9.5 焊接工具：焊工随身所带不锈钢凿子、锤子、刷子等工具应归并 置放于木质工具箱内，轻摆轻放，随用随取。

10. 双相不锈钢板存（堆）放吊运要求10.1 不锈钢平板最好以原包装存（堆）放为最好室内环境应清洁， 无飞沙、粉尘、油水侵袭的环境中存放10.2 施工前，根据分段零件号存（堆）放时，每块不锈钢板在碳钢 架子上时，先放木板条，于铁架上再吊运一张不锈钢板平放在木板条 上，上再放木板条，再吊运一块不锈钢……总之不锈钢层间都要垫衬 木板条至少 3-4档最后最上面覆盖防水油布（或防水帆布）以防止 雾、气、水、油、灰尘粘染腐蚀不锈钢的表面钝化层10.3 吊装不锈钢板夹具：钢丝绳或吊链必须用清洁帆布或用清洁塑 料布包缝好，夹具吊钩用不锈钢如没有不锈钢夹具，吊不锈钢板接 触面最好用不锈钢板焊于夹具吊钩内口，以免碳钢面接触不锈钢板， 损坏不锈钢板表面钝化层使用吊不锈钢的吊具，不能去吊碳钢的构 件和板材10.4 所有起重运输人员不得随意践踏于不锈钢板上操作起重吊板或 翻身等工作若有必要踏在不锈钢板上时，必须脚穿橡胶鞋，并套上 清洁的帆布鞋套，方可在不锈钢上作业操作10.5 管材存放于碳钢架子上时，碳钢架子与管子的接触表面应垫衬 木板条隔离，管子与管子之间也应该用纸板或麻袋布隔离，保护不锈 钢管在搬移、吊运时相互碰坏，或与碳钢架子碰撞，使碳钢碰坏不锈 钢表面钝化层。