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盘点双相不锈钢2205焊接工艺应该注意哪些？

工品易达2022-11-01焊条25

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第三代PR320钢制通常称作国际标准PR320钢制，成份特征是超长碳、含氧、其众所周知成份为22%cr+5%ni+0.17%n，与第二代PR320钢制较之，2205不断提升氮浓度，进一步增强在氯浓度较低的碱性电介质中的耐形变锈蚀和抗点蚀操控性。氮是两极化的莱氏体逐步形成原素，重新加入到PR320钢制中，既提升钢的气压且不明显受损钢的塑延展性，又能减缓铌分离出来和减缓。

组织特征：PR320钢制在温室下固溶体中莱氏体和铁素体约各占半数，兼有两相组织特征。它保留了铁素体钢制导执细数小、耐点蚀、缝隙及氯化物形变锈蚀的特征、又具有莱氏体钢制延展性好、脆性转变温度较低、抗晶间锈蚀、力学操控性和冲压操控性好的优点。

在操控性上的突出表现屈服气压和耐形变锈蚀、PR320钢制比莱氏体钢制的屈服气压高近1倍，同样的压力等级条件下，可以节约材料。比莱氏体钢制的线性热膨胀系数低，与低碳钢接近。使得PR320钢制与碳钢的连接较为合适，这有很大的工程意义。锻压及冷冲成型不如莱氏体钢制。

冲压性：PR320钢制2205具有良好的冲压性，冲压冷裂纹和热裂纹的敏感性都较小。通常焊前不预热，焊后不热处理。由于有较低的氮浓度，热影响区的单相铁素体化倾向较小，当冲压材料选择合理，冲压线能量控制当时，冲压头具有良好的综合操控性。

热裂纹：热裂纹的敏感性比莱氏体钢制小的多。这是由于含镍量不高，易逐步形成低熔点共晶的杂质极少，不易产生低熔点液膜。另外，晶粒在高温下没有急剧长大的危险。

热影响区脆化：PR320钢制冲压的主要问题不在焊缝，而在热影响区。因为在冲压热循环作用下，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，从而增大了锈蚀倾向和氢致裂纹（脆性）敏感性。

冲压冶金：PR320钢制冲压过程中，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PR320钢制的金相组织全部由铁素体组织，莱氏体是在冷却过程中分离出来的。莱氏体分离出来的多少受诸多因素的影响。

较之例要求：PR320钢制冲压头的力学操控性和耐锈蚀操控性取决于冲压接头能否保持适当的较之例，因此，冲压是围绕如何保证其PR320组织进行的。当铁素体和莱氏体量各接近50%时，操控性较好，接近母材的操控性。改变这个关系，将使PR320钢制冲压接头的耐蚀操控性和力学操控性下降。PR320钢制2205铁素体浓度的最佳45%，过低的铁素体浓度小于25%将导致气压和抗形变锈蚀开裂能力下降;过高的铁素体浓度大于75%也会有损于耐锈蚀性和降低冲击延展性。

较之例影响因素：冲压接头中铁素体和莱氏体的平衡关系既受到钢中合金原素浓度的影响，又受到填充金属、冲压热循环、保护气体的影响。

合金原素的影响：根据研究和大量实验发现，母材含氧是非常重要的。氮在保证焊缝金属和焊后热影响区内逐步形成足够量的莱氏体方面具有重要作用。氮和镍一样是逐步形成莱氏体价和扩大莱氏体原素，但是，氮的能力也比镍大，可防止焊后出现单相铁素体，并能阻止有害金属相的分离出来。由于冲压热循环的作用，自熔焊或填充金属成份与母材相同时，焊缝金属的铁素体量急剧增加，甚至出现纯铁素体组织。为了减缓焊缝中铁素体的过量增加，采用莱氏体占优势的焊缝金属是PR320钢制的冲压趋势。通常采取在冲压材料中提升镍或是加氮这两条途径。通常镍的浓度比母材高出2%-4%,例如，2205填充金属的镍浓度就高达8%-10%. 用含氧的填充材料比只提升镍的填充材料效果稳定，但加氮不仅能减缓金属间的分离出来，而且还可提升焊缝金属的气压和耐锈蚀操控性。目前，填充材料通常都是在提升镍的基础上，再重新加入母材浓度相当的氮。

对于PR320钢制2205，钨极氩弧焊选用sandvik22.8.3L（ER2209）焊丝，焊条电弧焊选用Avesta2205AC/DC焊条是满足对冲压材料要求的。

PR320钢制2205及冲压材料在合金原素上的这些特征，为冲压工艺技术参数即冲压线能量的选择提供了一定的范围，这对冲压是非常有利的。

热循环：PR320钢制冲压的最大特征是冲压热循环对冲压接头内的组织有影响，无论焊缝还是热影星区都会有相变发生，这对冲压接头的操控性有很大影响。因此，多层多道焊是有益的，后续焊道对前层焊道有热处理作用，焊缝金属中的铁素体进一步转变为莱氏体，成为以莱氏体占优势的两相组织；毗邻焊缝的热影响区中的莱氏体相也相应增多，且能细化铁素体晶粒，减少铌和氮化物从晶内和晶界分离出来，从而使整个冲压接头的组织个操控性明显改善。也正是由于冲压热循环的影响，PR320钢制冲压时要求与电介质接触的焊道应冲压，这一点与莱氏体钢制冲压循序的要求恰恰相反。

工艺技术参数的影响：冲压工艺技术数即冲压线能量对PR320组织的平衡也起着关键的作用。由于PR320钢制字高温下是100% 的铁素体若线能量过小，热影响区冷却速度快，莱氏体来不及分离出来过量的铁素体就会在温室下过冷保持下来。若线能量过大，冷却速度太慢，尽管可以获得足量的莱氏体，但也会引起热影响区的铁素体晶粒长大以及σ相等有害金属相的分离出来，造成接头脆化。为了避免上述情况的发生，最佳的措施是控制冲压线能量和层间温度，并使用填充金属。

保护气体的影响：钨极氩弧焊时，可在氩气中重新加入2%氮气，防止焊缝表面因扩散而损失氮，有助于铁素体与莱氏体的平衡。