双相钢焊条电弧焊堆焊工艺研究.pdf

制造与安装
双相钢焊条电弧焊堆焊工艺研究
金东发,邹坤
(无锡化工装备有限公司,江苏无锡214131)
摘要:在不同焊接电流、燡接电压和冷却速度下进行了系统的双相钢焊条电弧堆焊工艺研究,分析
了焊接规范对双相钢堆焊金属铁素体含量的影响。试验表明:在双相钢焊接过程中,电弧电压对堆
焊金属铁素体含量的影响最大,堆焊金属铁素体含量随着电弧电压的提高而急剧下降。堆焊金属
铁素体含量会随着焊接电流的降低及冷却速度的加快而有所提高。经过优化的堆焊工艺下,堆焊
金属各项性能均能满足相关标准及技术文件要求。
关键词:双相钢;焊条电孤焊;堆焊;铁素体合量
中图分类号:TH49;TC44文献标志码:B文章编号:1001-4837(2014)11-0074-05
doi:10.3969/.jssn.1001-4837.2014.11.012
Study on Overlaying Ttechnology of Duplex Steel by SMAW
JIN Dong-fa, ZOU Kun
Wuxi Chemical Equipment Co, Ltd. Wuxi 214131, China)
Abstract The overlaying technology of duplex steel under different welding current, welding voltage and
cooling rate were studied. The influence of welding specification on ferrite number of duplex steel overla-
ying metal was analyzed. It shows that during duplex steel welding process, arc voltage has the greatest in
fluence on overlaying metal ferrite number. Overlaying metal ferrite number is sharp reduced with the in-
creasing are voltage. And overlaying metal ferrite number is increased with the reducing welding current
and the speeding up of cooling rate. Overlaying metal various properties can meet the requirements of the
relevant standards and technical requirement under the optimized overlaying technology
Key words: duplex steel: SMAW; overlaying; ferrite number
应力腐蚀及点蚀破坏倾向的设备-3。对于双相
0引言
钢复合板的焊接,不可避免地会涉及到双相钢的
堆焊。日前,国内外双相钢焊条电弧焊堆焊的难
一般的奥氏体不锈钢在70℃以上的中性氯点在于铁素体含量控制,尤其是对于要求特定堆
化物介质中较容易发生应力腐蚀及点蚀失效。而焊层厚度下双相钢堆焊层铁素体含量需满足
双相不锈钢能将奧氏体不锈钢所具有的优良韧性40%~60%的项目。
和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐
双相钢焊缝冶金过程中,焊缝金属从熔融状
氯化物应力腐蚀性能较好地结合在一起,使其能态到冷却,从凝固点到1200℃为铁素体组织
够满足在微量氯化物及硫化氢的工.业介质中存在1200~800℃从铁素体中析出奥氏体组织;800
第31卷第11期
压力容器
总第264期
475℃将有可能析出中间相4。因此,焊接规范握焊接规范对双相钢堆焊金属铁素体含量的
直接影响焊缝中的铁素体含量,线能量太小,不利影响
于奥氏体相的析出;相反,线能量太大,则会引起
合金元素Cr,Ni,Mo的烧损,导致材料的耐蚀性1试验材料及方法
及力学性能下降,不能得到良好的两相组织。故
选择合适的焊接参数尤为重要。同时,在相关的
某公司承制的项目要求堆焊层浄尺寸厚度为
焊接领域和焊接工程中,铁素体含量对双相钢焊6mm,铁素体百分含量为40%~60%。为此本堆
缝质量和整个焊接结构的影响也是有目共睹的。焊母材采用太原钢铁公司生产的Q345R低合金
为此,文中采用国外具有成熟技术的 Avesta公司钢板,过渡层及耐蚀层焊条分别采用GES
生产的双相钢焊条,在不同焊接电流、电压和冷却309MoL,4.0mm与 Avesta E2209-16,4.0
速度下进行了系统的双相钢堆焊工艺研究,以掌mm。试板及焊条熔敷金属化学成分见表1。
表1试板及焊条熔勲金属化学成分
材质
0.17
0.007」0.016
GES-309MOL 0
0.75
1.08
13.3
0.004
0.023
Avesta E2209-16 0.03
1.2623.149.06
3,24
0.15
0.0050.018
堆焊前采用打磨方式彻底去除碳钢母材表面的焊接。过渡层的焊接均按常规奥氏体不锈钢焊
的铁锈、油污和油脂等污染物。焊接设备采用时接工艺进行控制,过渡层焊接完毕后,将焊件在
代逆变焊机WS-400。根据堆焊层浄尺寸厚度615±15℃进行4h的消除成力热处理。过渡层
要求,本试验采用了1层过渡层+3层双相钢层的焊接规范见表2
表2过渡层焊接规范
项目
焊条牌号
焊接电流ん「焊接电压ハ「焊接速度/m?min-层间温度/℃
参数
GES-309 MOL
140-160
24~28
180~200
≤150
每层耐蚀层堆焊金属冷却后采用 Fischer E562-2011《用系统人工点计数法测定体积分数
FMP3O型磁性铁素体仪进行堆焊金属铁素体百的试验方法》?中的点计数法进行堆焊金属铁素
分含量的检测。确定出最佳工艺,然后在优化的体含量的矫正
焊接工艺堆焊出的试件中取样,采用HVS-50型
维氏硬度机,按照EN1043-1《钢结构》标准测定2试验结果与分析
堆焊层的硬度;根据GB/"T2653--2008《焊接接头
弯曲试验方法》进行弯曲试验;按ASIM2.1焊接电流对堆焊金属铁素体含量的影响
A923-2006《奥氏体一铁素体不锈钢晶间腐蚀敘
焊接电流是影响现场焊接效率及成型的一个
感性检验》?C法及GB/T4334-2008《金属和合重要参数。为此,根据双相钢焊条规格选择的焊
金的腐蚀不锈钢晶间腐蚀试验方法》”?B法进行接电流为140,145,150,155,160A,在焊前无需
晶间腐蚀倾向性试验;根据ASME锅炉及压力容预热、焊接电压约25V、焊接速度180~200
器规范Ⅱ Part C SFA-5.4附录68,铁素体仪测mm/min、不摆动焊且每道焊完空冷至100℃下进
量铁素体含量会具有一定的偏差,但各种测量数行了焊接试验。堆焊各层铁素体含量如图
据的变化规律大体一致。所以,最后采用ASTM所示。