浙江至德鋼業(yè)有限公司焊接中心曾對太原鋼鐵公司生產(chǎn)的022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼管 ф406mm×15.9mm進(jìn)行了焊接工藝評定。其化學(xué)成分見表4-33。

1. 焊接方法的選擇

    022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼可以采用焊條電弧焊（SMAW）、氣體保護(hù)鎢極氬弧焊（GTAW）、熔化極氣體保護(hù)焊（GMAW）和埋弧焊（SAW）等多種方法焊接。根據(jù)現(xiàn)場施工條件，選用氣體保護(hù)鎢極氬弧焊（GTAW）進(jìn)行打底焊和第一道填充焊，焊條電弧焊（SMAW）進(jìn)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，使用焊接材料的化學(xué)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(jìn)鐵素相向奧氏體的轉(zhuǎn)變，并穩(wěn)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(dāng)于我國YB／T 5092-2005的H03Cr22Ni8Mo3N牌號。

3. 焊接參數(shù)的選擇 

    采用60°V形坡口，鈍邊1.0mm，間隙3.0mm。焊接時(shí)，不需要對管件進(jìn)行預(yù)熱，但應(yīng)嚴(yán)格控制層間溫度和熱輸入。熱輸入在5～15kJ／cm范圍內(nèi)，層間溫度差，小于150℃。施焊過程選擇多道焊，因?yàn)楹罄m(xù)焊道對前道焊縫有熱處理作用，能使焊縫金屬中鐵素體進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體，同時(shí)熱影區(qū)中的奧氏體數(shù)量也會增多，從而使整個(gè)焊接接頭的組織和性能得到改善。焊接參數(shù)見表4-35。

4. 焊接接頭性能的評估

  a. 焊接接頭力學(xué)性能

    焊接接頭各項(xiàng)力學(xué)性能均良好，所有硬度均小于275HV，10,且焊接接頭的硬度變化與雙相組織的比例有關(guān)，在熔合線和熱影區(qū)高溫段以粗大鐵素體為主，硬度最高為275HV10。而后基本上隨著奧氏體比例的增加，硬度值逐步下降，直至到母材硬度在240～260HV1。范圍內(nèi)。

  b. 金相組織與相比例

    根部焊縫組織中奧氏體相比例為50％～70％，熱影響區(qū)組織中奧氏體相為20％～45％。與根部和填充焊道相比，蓋面焊焊縫中奧氏體相比例有所減少，這是因?yàn)樯w面焊道沒有經(jīng)歷后熱過程，焊后冷卻速度相對快些，因此，蓋面焊縫和熱影區(qū)中奧氏體相比例偏低。蓋面焊縫中組織晶粒粗大，并呈羽毛狀分布。

  c. 焊接接頭耐應(yīng)力腐蝕

    采用恒變形U形彎曲試樣，按GB／T 17898-1999進(jìn)行。定期用10倍放大鏡觀察試樣裂紋情況，試驗(yàn)表明，兩周未出現(xiàn)裂紋。

  d. 焊接接頭耐晶間腐蝕

    采用氟化鈉-硝酸法（按GB 1223-1975標(biāo)準(zhǔn)配制試驗(yàn)溶液）進(jìn)行試驗(yàn)，腐蝕3h后取出試樣，用φ5mm的壓頭將試樣彎曲，在10倍放大鏡下觀察彎曲面，打底焊焊道表面均未出現(xiàn)任何裂紋。

 浙江至德鋼業(yè)有限公司通過焊接工藝評定證明，022Cr22Ni5Mo3N 雙相不銹鋼鋼管焊接性能良好，可直接在氣田和石油天然氣管路焊接中應(yīng)用。