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CWE-Blog#054「專業技術篇」超級雙相不鏽鋼該怎樣焊?(理論篇一)



1. 超級雙相不鏽鋼的性能


對比奧氏體不鏽鋼與超級雙相不鏽鋼的化學成分及力學性能在超級雙相不鏽鋼的Cr、Mo含量顯著提高,有助於形成鐵素體,提高鋼的耐腐蝕性能。


Mo能提高抗氯離子產生的點腐蝕和應力腐蝕性能。Ni是擴大奧氏體區的元素,與Cr配合以獲得雙相組織。添加N、Cu,Cu可以提高鋼對非氧化性介質的抗蝕能力,進一步擴大鋼的穩定性範圍。


超級雙相不鏽鋼具有良好的焊接性,選擇合適的焊接材料不易產生焊接熱裂紋和冷裂紋。焊接接頭具有良好的力學性能、耐應力腐蝕、點腐蝕及縫隙腐蝕性能。


但是在焊接熱循環的作用下,焊接熱影響區多次受熱,易使鐵素體相增加且晶粒粗大,超級雙相不鏽鋼的合金含量較高,過慢冷卻會導致有害相的析出。


這些情況都可能破壞奧氏體及鐵素體間的相平衡關係,直接影響焊接接頭的力學性能和耐腐蝕性能。


因此,應從焊接工藝方面採取適當措施進行改善或解決。


2. 超級雙相不鏽鋼的焊接工藝


(1)焊接方法的選擇,管道全位置焊接的特點及我公司多年不鏽鋼焊接施工經驗,通常管道採用鎢極氬弧焊或氬電聯焊焊接方法。


鎢極氬弧焊的能量集中、熱輸入量小、氣體對焊縫熔池的保護效果好、化學成分損耗最小、焊接質量容易控制,因此

超級雙相不鏽鋼焊接採用鎢極氬弧焊,能 夠更好的控制焊接質量,保證良好的力學 性能及抗腐蝕性能。


(2)焊接材料的選擇,依據母材化學成分及力學性能,選擇型號為ER2594的焊絲。

ER2594 焊絲的化學成分:wCr=25.5%,wNi=9.2%,wMo=3.5%,wN=0.25%。當PREN值大於40時,才允許稱這種焊縫金屬為「超級雙相不鏽鋼」(PREN是在含氯的潮濕環境中抗腐蝕點的半定量指示值)。


(3)焊接參數的選擇,工藝試驗執行ASME B31.1及ASME IX(2001版至2003年補遺)及設計文件等相關要求。


首先,坡口及焊道示意:試件母材型號為S32750,規格為f114.3mm×6.02mm,開V形坡口,坡口及焊道如圖所示;焊材型號為ER2594,規格為f2.0mm。採用單面焊雙面成形焊接工藝,對打底層焊接質量要求高。電流過大,容易燒穿;電流過小,容易造成未熔合或未焊透。


圖﹕坡口及焊道


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