双相不锈钢TIG焊焊接技术研究
超级双相不锈钢的焊接性及焊接技术研究
198研究与探索Research and Exploration ·工程技术与创新中国设备工程 2024.03 (下)1 材料的介绍及焊接性在工业条件下，特别是在含有氯水溶液的环境下，要求材料比标准的奥氏体不锈钢材料具有更好的耐腐蚀和力学性能，20世纪70年代后期出了第二代的双相不锈钢，双相不锈钢由40%～60%铁素体和40%～60%的奥氏体组成，双相不锈钢兼备了奥氏体钢和铁素体钢的优点，故具有强度高、耐腐性好和易于焊接的特点。
这类钢焊接的主要特点是：与纯铁素体不锈钢相比焊后具有较低的脆化倾向，而且焊接热影响区铁素体粗化程度也较低；与纯奥氏体不锈钢相比，具有较低的热裂倾向，故焊接性较好。
由于热裂纹倾向小，所以焊接时很少考虑热裂纹，通常最主要的问题是热影响区而不是与焊缝，热影响区的问题是耐蚀性、韧性降低或焊后开裂。
为了避免发生上述问题，焊接下的重点是使在”红热”温度范围内的总停留时间最短而不是控制某一条焊道的热输入。
但是，双相不锈钢的两相比例不仅与成分有关，而且与加热温度也有关。
在焊接热循环作用下会发生明显的相比例变化，当加热温度足够高时，就会发生γ-δ的转变，使铁素体增多，而奥氏体减少，甚至可能完全变成纯铁素体组织，从而失去双相组织所具有的特性，使接头的力学性能和耐蚀性能下降。
为此，须控制母材和焊接材料的成分和焊接参数，使接头能形成足够数量的γ相，以保证接头所需的力学性能和耐蚀性能。
由于这类钢焊接性能良好，焊时可不预热和后热。
双相钢中因有较大比例铁素体存在，而铁素体钢所固有的脆化倾向，如475℃脆性，σ相析出脆化和晶粗粗化，依然超级双相不锈钢的焊接性及焊接技术研究程必刚（上海阿波罗机械股份有限公司，上海 201401）摘要：本文对双相不锈钢的焊接性进行了分析，介绍了焊接过程中的关键技术点，本文通过对奥氏体-铁素体双相不锈钢材料的介绍、焊接性能和经验总结，得出一种较为成熟的可以获得优质焊接接头的焊接工艺方法。
双相不锈钢的焊接研究进展
收稿日期:2009202211作者简介:程挺宇(19782),男,江苏常州人,工程师,从事金属材料研究工作。
文章编号:100622777(2009)0420042203双相不锈钢的焊接研究进展程挺宇,郑 锋(上海宝钢工程技术有限公司,上海 201900) 摘 要: 分析了双相不锈钢的焊接特性,介绍了常用的焊接材料、方法和工艺,阐述了国内外双相不锈钢焊接方面的研究进展。
关 键 词: 双相不锈钢;焊接;性能中图分类号: TG40 文献标识码: AResearch Progress of D uplex St a i n less SteelW eld i n gCHE NG Tingyu,ZHENG Feng(Shanghai Baogang Engineering and Technol ogy Co .L td .,Shanghai 201900) Abstract: W elding characteristics of dup lex stainless steel are analyzed in this paper .The common welding materials,meth 2ods and technol ogy are intr oduced .The research p r ogress of dup lex stainless steels welding has been mainly revealed in domestic and a 2br oad . Key W ords: dup lex stainless steel;welding;p r operties 双相不锈钢系指既含有奥氏体又含有铁素体两相组织的不锈钢。
目前,在工程上获得广泛应用的双相不锈钢中α和γ两相的体积百分比大致相等。
此类不锈钢兼备了奥氏体不锈钢的优良韧性和良好的焊接性与铁素体不锈钢的较高强度,具有更好的耐应力腐蚀、耐缝隙腐蚀、耐Cl -点蚀、耐晶界腐蚀以及高强度、耐高速泥沙冲刷等优点,在石油化工、海水利用和制盐等方面有着广泛的应用前景,因此对双相不锈钢焊接性的研究具有重要的意义[1,2]。
2205双相不锈钢焊接工艺研究
2205双相不锈钢焊接工艺研究作者：周永科来源：《装饰装修天地》2015年第04期摘要：双相不锈钢已成为一种重要的工程材料，广泛的应用于石油、天然气领域。
双相不锈钢具有优良的综合性能，如高强度，高抗热裂性及耐腐蚀性等。
全世界双相不锈钢产量的80%是2205双相不锈钢，随着2205双相不锈钢在全国范围内的推广应用，油田内部各采气作业区也逐渐把这种具有双相特性的不锈钢材料用作于加热炉内部的换热管，代替了传统的优质碳素钢结构。
由于焊接是加热炉换热管制造过程中的重要工序，因此对2205双相不锈钢焊接工艺的研究具有十分重要的现实意义。
关键词：不锈钢焊接；工艺研究一、双相不锈钢的性能分析2205不锈钢是一种含N的不锈钢，与第一代双相不锈钢相比，其进一步提高氮含量，增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢中，既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性，又能抑制碳化物析出和延缓。
根据研究和大量实验发现，母材含氮是非常重要的，氮在保证焊缝金属和焊后热影响区内形成足够量的奥氏体方面具有重要作用。
氮和镍一样是形成奥氏体价和扩大奥氏体元素，但是氮的能力比镍大，可防止焊后出现单相铁素体，并能阻止有害金属相的析出。
2205双相不锈钢的合金元素主要为Cr、Ni、Mo，其化学成分见表1。
2205双向不锈钢的力学性能与钢的回火温度有关，回火温度越高，强度越低。
回火温度为600℃时，屈服强度为450Mpa，抗拉强度为620Mpa，其力学性能见表2。
与铁素体不锈钢相比，其韧性高，韧脆转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时保留了铁素体不锈钢导热系数高，膨胀系数小，具有超塑行等特性；而与奥氏体不锈钢相比较，屈服强度和抗疲劳强度显著提高，约为奥氏体不锈钢的2倍，且耐晶间腐蚀，应力腐蚀和腐蚀疲劳等性能有明显改善。
氮在强化2205双相不锈钢中起着重要的作用，但氮的质量分数超过0.2%时，氮的间隙固溶强化使得奥氏体的强度大于铁素体。
2205双相不锈钢焊接工艺研究_董建君
《热加工工艺》2013年9月第42卷第17期2205双相不锈钢焊接工艺研究董建君1,张志昌2,周弋琳3,陈文宾4,王晓敏5(1.唐山科技职业技术学院,河北唐山063035;2.南车眉山车辆有限公司,四川眉山620000;3.西南交通大学材料科学与工程学院,四川成都610031;4.南车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东青岛266000;5.西南交通大学生命科学与工程学院,四川成都610031)摘要:采用不同焊接工艺对2205不锈钢进行MIG 对接焊,研究焊接电流、电压、焊接速度及保护气体对焊接接头力学性能和组织的影响。
结果表明,接头焊缝及热影响区的冲击韧性随着奥氏体含量的增加而增高;线能量增大可促进更多的奥氏体生成,但也会导致组织相对粗大;在保护气中加入2%的氮气,可提高焊缝和热影响区的奥氏体含量,从而使接头具有较好的力学性能。
关键词:2205双相不锈钢;MIG;焊接工艺;奥氏体中图分类号:TG444+.7文献标识码:A文章编号:1001-3814(2013)17-0161-03Research on Welding Process of 2205Duplex Stainless SteelDONG Jianjun 1,ZHANG Zhichang 2,ZHOU Yilin 3,CHEN Wenbin 4,WANG Xiaomin 5(1.Tangshan Vocational College of Science and Technology,Tangshan 063035,China;2.CSR Meishan Rolling Stock Co.,Meishan 620000,China;3.Material Science and Engineering College,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China;4.CSR Sifang Co.,Ltd.,Qingdao 266000,China;5.Life Science and Engineering College,Southwest Jiaotong University,Chengdu 610031,China)Abstract :2205stainless steel was welded with different welding process,and the influence of welding current,voltage,welding speed and protect gas to the mechanical property and metallographic structure of welding joints were studied.The results show that the impact toughness increased with the increasing of Austenite content in welding seam and HAZ;high welding line energy made more Austenite form and coarse structure form;Austenite content could be increased with 2%N 2inputting into protect gas.Key words :2205duplex stainless steel;MIG;welding process;austenite双相不锈钢是指固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半,一般量少相的含量也不得少于30%,以充分利用奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐腐蚀性能[1],因此,双相不锈钢的关键问题是保持理想的双相比例。
不锈钢管钨极氩弧焊(TIG)焊接工艺
不锈钢管钨极氩弧焊（TIG）焊接工艺摘要：不锈钢的焊接方式也是千姿万态，当今社会可以实现机械化、焊接时无粉尘、无飞溅的有钨极氩弧焊（TIG）、熔化极氩弧焊（MIG）、等离子弧焊（PAw）等。
钨极氩弧焊（1rIG）主要应用在非连续成型焊接机组上，是一种非熔化极氩弧焊。
关键词：不锈钢管钨极氩弧焊；焊接工艺管内焊缝有毛刺、凹坑、焊缝过高等缺陷，会导致产品或原料在管内积留造成腐烂变质，影响产品质量。
所以对该种管道的焊缝成型要求特别高，要求双面成型，不允许咬边和未焊透。
一、钨极氩弧焊（TIG）的特点钨极氩弧焊的机械保护效果很好，焊缝金属纯净，焊接质量优良；在小电流时电弧很稳定；焊缝区没有熔渣，工人可以清楚地看到熔池和焊缝的成形过程；采用气体保护电焊，易于自动控制；适于薄板焊接、全位置焊接以及不加衬垫的单面焊双面成形工艺。
1.单面焊双面成形。
由于从背面无法铲除焊根，并且使焊接的正反面都能得到均匀、无缺陷的焊道叫做单面焊双面成形。
它的焊接方法有两大类，即断续灭弧法和连续焊接法，连续焊接法又可以分为两种，即螺旋式和移距式，而在实际生产中，采用的方法是连续焊接法。
同时，单面焊双面成形也存在不少的缺陷。
2.尺寸上的缺陷。
包括焊接结构的尺寸误差和焊缝形状不佳等。
这些缺陷不仅影响使焊缝成形的美观，而且容易造成应力集中，影响焊缝与母材的结合强度。
3.结构上的缺陷。
包括气孔、夹渣、非金属夹杂物、熔合不良、未焊透、咬边、裂纹、表面缺陷等。
这些缺陷在焊接过程中最容易出现，影响焊缝的有效面积，降低了焊接接头的力学性能，而且易造成应力集中，引起裂纹，导致结构破坏，使焊接结构无法承受正常工作载荷。
4.性质上的缺陷。
包括力学性能和化学性质等不能满足焊件的使用要求。
力学性能指的是抗拉强度、屈服点、疲劳强度、伸长率、冲击吸收功、硬度、塑性、弯曲角度等。
化学性质指的是化学成分和耐腐蚀性等。
这些缺陷阻碍焊缝结构，无法达到所需的设计要求。
二、不锈钢管钨极氩弧焊（TIG）焊接工艺1.焊接设备及焊接方法选择。
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究
S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究【摘要】本文旨在研究S32750双相不锈钢的焊接工艺，通过对其特性和焊接工艺的分析来探讨最佳的焊接工艺参数。
首先对S32750双相不锈钢的特性进行了分析，然后对焊接工艺进行了深入探讨。
接着设计了焊接工艺试验，并对试验结果进行了详细分析。
最后对焊接接头的性能进行了评价。
结论部分提出了S32750双相不锈钢焊接工艺的优化建议，并对研究成果进行了总结。
通过本研究，可以为S32750双相不锈钢的焊接工艺提供参考，提高焊接接头的质量和性能。
【关键词】S32750双相不锈钢，焊接工艺，试验研究，特性分析，优化建议，焊接接头性能，研究成果总结1. 引言1.1 研究背景S32750双相不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能和高强度的材料，在石油化工、海洋工程、化工和食品加工等领域得到广泛应用。
S32750双相不锈钢的焊接工艺存在一定的难度和挑战，影响了其应用范围和性能表现。
针对这一问题，需要深入探讨S32750双相不锈钢的焊接工艺特点和优化方法，以提高焊接接头的质量和性能。
目前国内外对S32750双相不锈钢焊接工艺的研究仍较为有限，尚未形成系统的工艺规范和优化方案。
开展S32750双相不锈钢焊接工艺试验研究，探索适合其特性的焊接工艺参数和技术路线，具有重要的理论和实际意义。
本研究旨在通过系统实验，对S32750双相不锈钢的焊接工艺进行深入分析和研究，为该材料的应用提供可靠的焊接工艺支持和技术保障。
1.2 研究目的本次研究的目的是对S32750双相不锈钢焊接工艺进行试验研究，旨在探索最适合该材料的焊接方法，提高焊接接头的质量和性能。
通过对S32750双相不锈钢特性的分析和对焊接工艺的深入研究，我们旨在找到最佳的焊接参数和工艺，以确保焊接接头具有良好的强度、韧性和耐蚀性。
我们也希望通过本次研究为S32750双相不锈钢焊接工艺提供一定的参考和指导，为相关领域的工程实践提供支持。
通过本次试验研究，我们希望能够为S32750双相不锈钢焊接工艺的优化提供一些有力的建议，并总结出一些实用的成果，为相关领域的研究和生产工作提供有益的帮助和指导。
2205双相不锈钢的焊接工艺规程
2205双相不锈钢的焊接工艺规程双相不锈钢的焊接工艺规程随着工业技术的不断发展，奥氏体不锈钢已经不能满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。
为此，冶金工作者研制出了双相不锈钢，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，成为一种可焊接的结构材料。
双相不锈钢的固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％，一般量少相的含量也需要达到30%。
在含C较低的情况下，Cr含量在18%-28%，Ni含量在3%-10%。
有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
双相不锈钢的应用范围不断扩大，除了在石油化工领域中用于、管道和零部件等，还在一般民用工程和能源交通方面得到广泛应用，如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。
双相不锈钢的发展经历了三代历程，我国的应用也在逐步增加。
在正确控制化学成分和热处理工艺的基础上，双相不锈钢的焊接工艺规程也得到了不断完善。
1.1.1 石油和天然气工业石油和天然气工业是国外应用双相不锈钢的主要领域之一，目前已铺设了1000公里的油气输送管线。
国内只有南海油田少量使用，且全部进口。
另外，西气东输工程在考虑使用双相不锈钢焊管作为集气管线，国内已有条件生产和制造。
炼油工业是最早使用国产双相不锈钢的部门之一。
在南京、镇海、天津、济南等炼化公司中，多集中使用双相不锈钢于常减压蒸馏塔的塔顶衬里（或复合板）、塔内构件、空冷器和水冷器等，最长的使用时间已达20年。
___是我国最大的炼油基地，加工能力为1600万吨，已进入世界百强，冷凝冷却系统中多套设备使用双相不锈钢。
HDR不锈钢管TIG焊工艺
收稿日期： ２００５－ １１－ １６； 修回日期： ２００６－ ０４－ ２０
２ 双相不锈钢管的焊接工艺 ２．１ 焊前准备 ２．１．１ 焊前清理
关键词： ＤＳＰ； 双口ＲＡＭ； 数字ＰＩＤ控制； 嵌入式实时操作系统
中图分类号： ＴＧ４３９．９
文献标识码： Ａ
不同的焊接方法对焊接电源的特性要求不同， 焊接电源
适合于铝镁合金等非铁金属的焊接。方波交流钨极氩弧焊可
的性能好坏直接关系到焊接产品质量的优劣。直流钨极氩弧 有效地避免工频交流焊接电源由于电流过零缓慢易造成熄弧
要求高， 虽工艺复杂， 但只要掌握双相不锈钢管的焊接特点， 严格按照焊接技术和工艺要求， 认真仔细地焊好每一层焊道，
２．４ 操作要点
就能达到高压空气管产品的质量设计要求。该产品焊后运行
（ １） 钢管最好采用锯床下料， 不要用含碳量高的滚轮锯
至今， 焊缝质量稳定可靠， 实践证明， 上述焊接工艺是合理
下料， 并用机械方法加工坡口。
表２ ００Ｃｒ ２２Ｎｉ５Ｍｏ３Ｎ双相不锈钢管力学性能
项目 标准
抗拉强度 ／ＭＰａ
４３０～５４０
屈服强度 ／ＭＰａ ＞３００
伸长率 （％）
≥２２
冲击吸收功 ／Ｊ
≥２７
抗剪强度 ／ＭＰａ
≥１９０
实测
５００
４３０
２９
１５０， １６４， １７０ ３３０～３８０
该 不 锈 钢 管 属 超 低 碳Ｃｒ２２型 双 相 不 锈 钢 ， 与 Ｃｒ１８型 双 相 不 锈 钢 相 比 ， 其 Ｃｒ含 量 高 ， Ｓｉ含 量 较 低 ， 因 其 Ｎ含 量 明 显 提 高， 尽管耐均匀腐蚀性能、抗点蚀能力及抗应力腐蚀性能均 优 于 Ｃｒ１８型 双 相 钢 ， 但 热 影 响 区 的 单 相 铁 素 体 化 倾 向 较 小 。 针对上述焊接特点， 决定采用手工钨极氩弧焊， 并选定了合 适的焊接材料、焊接热输入及道间温度， 保证了产品的质 量， 满足了使用要求。
211113748_脐带缆内套超级双相不锈钢S32750焊接工艺研究
焊接技术DOI ：10.3969/j.issn.1001-2206.2023.02.009脐带缆内套超级双相不锈钢S32750焊接工艺研究牛虎理1，2，刘剑1，2，何亚章1，2，王红1，2，张田利1，21.中国石油集团工程技术研究有限公司，天津3004512.中国石油集团海洋工程重点实验室，天津300451摘要：采用全位置TIG 焊接方式进行脐带缆内套超级双相钢S32750焊接工艺试验，研究分析了焊接接头的力学性能、微观组织、相比例和耐腐蚀能力。
结果表明，当焊接试验选用直径2.4mm 钨丝、直径1.0mm ER2594焊材材质；焊缝背面（管道内部）采用背面充氩的方式进行保护，通过焊接夹具形成的密闭空间，使内部保持氩气气氛，其中外保护气为99.999%Ar，喷嘴气体流量约为6~10L/min，内保护气为98%Ar +2%N 2，流量约为10~15L/min；焊接电流68~70A，焊接电压12~14V，焊接速度90~110mm/min，热输入0.45~0.65kJ/mm 时，焊接接头的力学性能、铁素体含量和耐点蚀能力均满足标准的相关要求。
关键词：超级双相不锈钢；焊接工艺；微观组织；相比例；点蚀Research on welding process of super duplex stainless steel S32750in umbilicalcableNIU Huli 1,2,LIU Jian 1,2,HE Yazhang 1,2,WANG Hong 1,2,ZHANG Tianli 1,2PC Engineering Technology Research Co.,Ltd.,Tianjin 300451,ChinaPC Key Laboratory of Offshore Engineering,Tianjin 300451,ChinaAbstract：The welding process experiment of the super duplex steel S32750in the umbilical cable was carried out by the all-position TIG welding method to study and analyze the mechanical properties,microstructure,phase ratio,and corrosion resistance of the welded joint.The results show that when the diameters of the tungsten wire and the welding material ER2594are 2.4mm and 1.0mm,the back of the weld (inside the pipe)is protected by filling argon and the closed space formed by the welding fixture keeps the argon inside,in which the external shielding gas is 99.999%Ar with the nozzle gas flow of about 6~10L/min and the internal shielding gas is 98%Ar+2%N 2with the flow of about 10~15L/min,as well as the welding current of 68~70A,the welding voltage of 12~14V,the welding speed of 90~110mm/min,and the heat input of 0.45~0.65kJ/mm,the mechanical properties,ferrite content,and pitting resistance of the welded joint all meet the relevant standard requirements.Keywords：super duplex stainless steel;welding process;microstructure;phase ratio;pitting corrosion随着探明的海洋油气储量逐年增多，海洋油气资源开发活动日益活跃，深水和超深水油气田开发将成为未来的发展趋势。
双相不锈钢管道TIG半自动焊接研究与应用
双相不锈钢管道TIG半自动焊接研究与应用摘要：LC65-2205双相不锈钢是一种Cr的质量分数为22%的双相不锈钢，屈服强度为400MPa，抗拉强度为650MPa。
双相不锈钢的金相组织由铁素体和奥氏体两相组成，具有体积分数大体相等的特征，兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征。
由于其特性，每道口焊接完成后要进行铁素体检测；与奥氏体不锈钢一样在焊接过程中对氧气异常敏感，因此正面和背面的惰性气体保护要求高；2205双相不锈钢焊接比普通奥氏体不锈钢对污染更敏感，焊接接头可能出现热影响区耐腐蚀性降低；同时焊接线能量对焊缝及热影响区耐蚀性有很大影响，在焊接热循环作用下焊接接头性能恶化，控制适中的焊接线能量，是获得平衡的双相组织的关键，是焊接接头的力学性能和耐蚀性能得到保证的关键。
关键词：双相不锈钢管道；TIG半自动焊接1工艺原理TIP TIG焊接是一种动态振动自动送丝的热丝TIG焊接技术，实现了可控的对熔池的送丝动力搅拌功能，振动搅拌动力能有效破坏熔滴和熔池的表面张力、细化晶粒、使裹挟在熔池中的气体容易逃逸，大幅度提高了熔敷效率和熔池的冶金性能，显著降低了热输入。
它将普通钨极氩弧焊的焊接效率提高约4倍；与普通自动送丝的热丝氩弧焊效率相比提高约2-3倍；使氩弧焊的焊接熔敷效率达到或接近熔化极MIG；更重要的是由于可控的动态振动送丝系统，使焊接熔池的冶金性能发生了本质的改善，即：使焊缝的机械力学性能、冶金化学性能得到了显著地提高，尤其在合金类焊接双相不锈钢焊接难度比较大、焊接质量要求高的特种焊接领域。
双相不锈钢管TIP TIG半自动根焊+半自动填盖对接焊施工功法，采用半自动根焊、热焊、填充盖面焊。
焊接设备为Miller MaxtsaI 400型半自动焊接电源＋TIP TIG送丝机+控制柜组成。
保护气体采用浓度99.99%的Ar气体，焊缝内壁充氩由内对口器进行，同时内对口器具有封闭空间的功能，焊缝外壁氩气保护由焊枪自带。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
14 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
焊接冶金对双相不锈钢的影响
1、合金元素的影响
大量试验发现，母材中含氮是非常重要的。氮 在保证焊缝金属和焊后热影响区内形成足够量的奥 氏体方面具有重要作用。氮和镍一样是形成奥氏体 和扩大奥氏体元素，但是，氮的能力远远大于镍。 在高温下，氮稳定奥氏体的能力也比镍大，可防止 焊后出现单相铁素体，并能阻止有害金属相的析出。
1
试件2 其它
2.0
65~80
75~90
24 / 总页数
9~12
9~12
DCEN
55~7055~70 Nhomakorabea上海外高桥造船有限公司
试验要求和试验方案
2.7、试验结果
试验结果 性能试验项目 抗拉试验 弯曲试验 冲击试验 氯化铁腐蚀试验 宏观检查 铁素体含量 试件1 合格 合格
平均值：40、37、41、32。 合格 腐蚀速率：0.131和0.142 1个合格
弯曲试验
冲击试验 氯化铁腐蚀试验 宏观检查 铁素体含量
ASME ⅠX，2个面弯，2个背弯
-46℃， ≥27J，4组 ASTM A923C，试样2个 200X 35%~60%，数量：4个
21 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
试验要求和试验方案
2、试验方案
2.1、焊接方法：由于管径规格较小，故选择TIG焊接。 2.2、焊接材料：根据上面的论述，选择林肯公司生产的镍含 量大约在8.5%、氮含量大约在0.15%的LNT4462焊丝，直 径为2mm。
2.5、坡口形式：
23 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
试验要求和试验方案
2.6、焊接参数
为满足试验要求，掌握合适的焊接参数，我们 共进行2个焊接工艺试验，试件分别为1#和2#。
试件 焊道 1 试件1 其它 LNT 4462 60~80 8~11 65~80 焊丝 直径 mm 电流 A 55~70 电压 V 8~11 极性 速度 mm/min 55~70
18 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
焊接冶金对双相不锈钢的影响
3、焊接线能量的影响
焊接线能量对双相组织的平衡起者关键的作用。 由于双相不锈钢在高温下是100%的铁素体，若线 能量过小，热影响区冷却速度快，奥氏体来不及析 出，过量的铁素体就会在室温过冷保护下来。若线 能量过大，冷却速度太慢，尽管可以获得足量的奥 氏体。但也会引起热影响区的铁素体晶粒长大以及 σ相等有害金属相的析出，造成接头脆化。 为了避免上述情况的发生，最佳的措施是控制 焊接线能量和层间温度，并加填充金属焊接。
说明在试验要求较高的情况下，虽然试验方
案相同，但微小的焊接参数差异也会对试验结果构
成较大的影响。因此，采用氩弧焊，制定合理的焊
接工艺，选择适中的焊接参数，是获得合理的双相 组织的关键，也是保证焊接接头的力学性能和耐蚀
性的关键。
27 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
谢
谢！
28 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
P% ≤
S% ≤
Ni%
Cr%
Mo%
N%
S31803 0.03
2.0
1.0
O.O3 0.02
4.50 ~ 6.50
21.0 ~ 23.0
2.50 ~ 3.50
0.08 ~ 0.20
7 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢材料的特性
2、材料性能
双相不锈钢在室温下固溶体为铁素体和奥氏体， 并兼有两相组织特征。它保留了铁素体不锈钢导热 系数大、线膨胀系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应 力腐蚀的特点； 同时，又具有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变 温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的 优点。在性能上的突出表现是屈服强度高和耐应力 腐蚀。
由于焊接热循环的作用，自熔焊或填充金属成 分与母材相同时，焊缝金属的铁素体量急剧增加， 甚至出现纯铁素体组织。
15 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
焊接冶金对双相不锈钢的影响
为了抑制焊缝中铁素体的过量增加，采用奥氏
体占优势的焊缝金属是双相不锈钢的焊接趋势。一
般采取在焊接材料中提高镍或加氮这两条途径。通 常选用的焊接材料中镍的含量比母材高出2%~4%。 用含氮的焊接材料比只提高镍的填充金属效果 更好，这两种元素都可以增加奥氏体相的比例并使
其稳定，但加氮不仅能延缓金属间相的析出，而且
还可以提高焊缝金属的强度和耐腐蚀性。
16 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
焊接冶金对双相不锈钢的影响
2、热循环的影响
双相不锈钢焊接的最大特点是焊接热循环对焊
接接头内的组织有影响，无论焊缝还是热影响区都
会有相变发生，这对焊接接头的性能有很大影响。
因此，多层多道焊是有益的，后续焊道对前道焊缝 有热处理作用。会使焊缝金属中的铁素体进一步转 变为奥氏体，成为以奥氏体占优势的两相组织。
试件2 合格 合格
平均值：34、34、38、29 合格 腐蚀速率：0.123和0.119 试样均合格
合格 55%~68% 不合格
25 / 总页数
合格 52%~58% 合格
上海外高桥造船有限公司
试验结论
试验结论
26 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
试验结论
根据合格的性能试验结果可以看出，试件1是 不合格，试件2是合格的。
8 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢材料的特性
ASTM A790-S31803性能参数 抗拉强度 屈服强度 50mm伸长率 硬度 ≥ ≥ ≥ ≤ MPa MPa % 布氏 洛氏 620 450 25 290 30.5
UNS 编号 S31083
9 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢材料的焊接性
11 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢材料的焊接性
2、热影响区脆化
双相不锈钢焊接的主要问题不在焊缝，而在热 影响区。因为在焊接热循环作用下，热影响区处于 快冷非平衡态，冷却后总是保留更多的铁素体，从 而增大了腐蚀倾向和氢致裂纹（脆化）的敏感性。
3、铁素体475℃脆化
双相不锈钢含有50%左右的铁素体，同样也存 在475℃脆性，但不如铁素体不锈钢那样敏感。
双相不锈钢 TIG焊焊接 技术研究
唐连元
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢TIG焊焊接技术研究
主要内容
引言 双相不锈钢材料的特性 双相不锈钢的焊接性 焊接冶金对双相不锈钢的影响 试验要求和试验方案
试验结论
2 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢TIG焊焊接技术研究
引
言
3 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
19 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
试验要求和试验方案
试验要求和试验 方案
20 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
试验要求和试验方案
1、试验要求
根据200万桶FPSO制作规格书和ASTM A790-S31803材
料的焊接接头要求，性能试验应符合： 性能试验项目
抗拉试验
试验要求
ASME ⅠX，≥620MPa，数量：2个
17 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
焊接冶金对双相不锈钢的影响
同时，焊接接头的热影响区中的奥氏体相也 相应增多。并且能细化铁素体晶粒，减少碳化物和
氮化物从晶内和晶界析出，从而使整个焊接接头的
组织和性能得到改善。也正是由于焊接热循环的影 响，双相不锈钢焊接时要求与介质接触的焊道应先 焊接，这一点与奥氏体不锈钢焊接顺序的要求恰恰 相反。
双相不锈钢管材料 的焊接性
10 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢材料的焊接性
双相不锈钢具有良好的焊接性，焊接冷裂纹和 热裂纹的敏感性都比较小。通常焊前不需要预热， 焊后不热处理。当焊接材料选择合理，焊接线能量 控制适当时，焊接接头具有良好的综合性能。
1、热裂纹
双相不锈钢热裂纹的敏感性比奥氏体不锈钢小 得多。这是由于含镍量不高，易形成低溶共晶的杂 质极少，不易形成低熔点液膜。另外，晶粒在高温 下没有急剧长大的危险。
5 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢材料的特性
双相不锈钢管材料 的特性
6 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
双相不锈钢材料的特性
1、材料成分
200万桶FPSO液压系统中，我们选用的双相不 锈钢材料的牌号为ASTMA790，UNS No.S31803， 其化学成分：
UNS 编号
C% ≤
Mn% Si% ≤ ≤
12 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
焊接冶金对双相不锈钢的影响
焊接冶金对双相 不锈钢的影响
13 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
焊接冶金对双相不锈钢的影响
双相不锈钢焊接过程中，在热循环的作用下， 焊缝金属和热影响区的组织发生着一系列的变化。 在高温下，所有的双相不锈钢的金相组织全部由铁 素体组成，奥氏体是在冷却过程中析出的。奥氏体 析出多少受诸多因素的影响。焊接接头中铁素体和 奥氏体的平衡关系既受到钢中合金元素含量的影响， 又受到填充金属、焊接热循环、保护气体的影响。
LNT 4462焊丝的化学成分及含量
牌号
C%
Nn%
Si%
P%
S%
Ni% Cr% Mo%
N% Cu%
LNT 4462 0.01
1.52
0.47 0.02 0.001
8.6
23.0
3.1
0.16
0.1
22 / 总页数
上海外高桥造船有限公司
试验要求和试验方案
2.3、保护气体：氩气保护，纯度 99.99% 2.4、试验管材规格：65×5.5（mm）