專利名稱：雙相不銹鋼焊接方法
雙相不銹鋼焊接方法技術(shù)領域
本發(fā)明屬于一種雙相不銹鋼焊接方法。
技術(shù)背景
雙相不銹鋼是以鐵素體和奧氏體為基體的合金材料，它強度高、韌性好、耐腐 蝕性強，在國內(nèi)外海洋石油和石化行業(yè)中已經(jīng)得到廣泛的應用。在其基體組織中，鐵素 體和奧氏體比例處于相對處于平衡，不僅具有非常好的耐腐蝕能力，而且在焊接時，選 擇正確的焊接工藝，其比例也不會有太大變化，故焊縫及熱影響區(qū)的耐晶間腐蝕能力也 非常好，并且不會產(chǎn)生熱裂紋。但是，雙相不銹鋼作為一種新興的鋼材，在實際應用 時，要求雙相不銹鋼在運輸、裝卸、存放加工、使用過程中盡量避免與其它鐵基金屬接 觸而影響其耐腐蝕性能。要求雙相不銹鋼盡可能采用冷加工方法進行切割下料，避免熱 切割破壞其雙相組織的比例平衡。焊接時，要求盡量采用低的線能量，并嚴格控制層間 溫度，以避免焊縫強度過高，硬度過大，而塑性、韌性降低。目前，國外一些發(fā)達國家 或石油、石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的國家均已使用過雙相不銹鋼，并且有的已有十年歷史。他 們主要將雙相不銹鋼用于條例惡劣，強腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中。國內(nèi)目前石化行業(yè)也有部分 企業(yè)用到雙相不銹鋼作為工藝管線材料以提高其耐腐蝕能力。但國內(nèi)外目前用二氧化碳 氣體保護焊接雙相不銹鋼的較少。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種雙相不銹鋼焊接方法，包括采用99.99%氬氣惰性氣體 保護，進行手工鎢極氬弧焊打底焊接和采用80%氬氣加20%二氧化碳氣體保護進行半自 動填充蓋面焊接。
本發(fā)明包括打底和填充蓋面的焊接
(1)采用99.99%氬氣惰性氣體保護，進行手工鎢極氬弧焊打底焊接包括如下工 藝步驟
a、選用的電源為松下TSP-300型手工/氬弧焊機，電源極性為直流正接， 熔池保護氣體為99.99%氬氣，流量為10-18升/分鐘，背保護氣體為99.99%氬氣， 氬弧焊絲為林肯 ΝΤ4462Φ2.0，AWSA5.9 ER2209,鎢極為釷鎢極Φ2.4，ANS I/ AWSA5.12-92,焊接位置為水平固定，壁厚為8_10毫米，接頭形成為對接V型接口，坡 口角度為60° 士5，鈍邊為0-1.5毫米，間隙為3-5毫米；
b、將組對好的工件水平固定于焊架上，密封管口只留進出氣口，管內(nèi)通氬氣作 背保護氣體3-5分鐘，氣體流量為5-10升/分鐘；
C、持證焊工進行打底焊接，電流為70-90安培，電壓為11-13伏特，焊接速度 為30-50毫米/分鐘，繼續(xù)通背保護氣體；
d、整圈焊完后進行第二層熱焊，電流為105-150安培，電壓為13-18伏特， 焊接速度為75-130毫米/分鐘，熔池保護氣體流量為10-15升/分鐘，控制層間溫度<150°C ；
e、第二層焊完后，繼續(xù)通背保護氣體；
(2)采用80%氬氣加20%二氧化碳氣體保護進行半自動填充蓋面焊接包括如下 工藝步驟
a、選用的電源為松下KRI-350型二氧化碳焊機，電源極性為直流反接，熔 池保護氣體為80%氬氣+20%二氧化碳，背保護氣體為99.99%氬氣，藥芯焊絲為林肯 Cor-A-RostaP4462 Φ 1.2, AWSA5.22 Ε2209Τ1-4 ；
b、測量已打底熱焊完畢的焊縫溫度，保持層間溫度<150°C。
c、持證焊工進行填充焊接，電流為140-180安培，電壓為23- 伏特，焊接速 度為140-210毫米/分鐘，熔池保護氣體流量為15-20升/分鐘，管內(nèi)通氬氣作背保護氣 體直至結(jié)束焊接或填充至10毫米厚，控制層間溫度《150°C。
d、填充焊接完畢后進行蓋面焊接，電流為130-160安培，電壓為23-27伏特， 焊接速度為170-230毫米/分鐘，熔池保護氣體流量為15-20升/分鐘，控制層間溫度 《150°C。
本發(fā)明在焊接雙相不銹鋼時，可獲得鐵素體和奧氏體比相對均衡的金相組織， 經(jīng)測定鐵素體含量約在45-65%之間；焊接接頭的機械性能和耐腐蝕性可充分得到保 證，經(jīng)測定其抗拉強度在640牛頓/平方毫米左右，硬度值在220480HV10之間。使用 二氧化碳+氬氣混合氣體做保護氣體，可減少焊接飛濺，焊縫成型美觀。
具體實施方式
以壁厚在9毫米的管接口為例，采用99.99%氬氣惰性氣體保護，進行手工鎢 極氬弧焊打底焊接，先選用的電源為松下TSP-300型手工/氬弧焊機，電源極性為直 流正接，熔池保護氣體為99.99%氬氣，流量為14升/分鐘，背保護氣體為99.99%氬 氣，氬弧焊絲為林肯 ΝΤ4462Φ2.0，AWSA5.9 ER2209,鎢極為釷鎢極Φ 2.4，ANSI/ AWSA5.12-92,焊接位置為水平固定，壁厚為9毫米，接頭形成為對接V型接口，坡口 角度為60°，鈍邊為1毫米，間隙為4毫米。將組對好的工件水平固定于焊架上，密封管 口只留進出氣口，管內(nèi)通氬氣作保護氣體4分鐘，氣體流量為8升/分鐘；持證焊工進行 打底焊接，電流為80安培，電壓為12伏特，焊接速度為40毫米/分鐘，繼續(xù)通背保護氣 體；整圈焊完后進行第二層熱焊，電流為125安培，電壓為15伏特，焊接速度為250毫 米/分鐘，熔池保護氣體流量為13升/分鐘，控制層間溫度《150°C;再采用80%氬氣加 20%二氧化碳氣體保護進行半自動填充蓋面焊接。選用的電源為松下KRI-350型二氧化 碳焊機，電源極性為直流反接，熔池保護氣體為80%氬氣+20%二氧化碳，背保護氣體 為 99.99%氬氣，藥芯焊絲為林肯 Cor-A-RostaP4462(M.2，AWSA5.22 E2209T1-4 ；測 量已打底熱焊完畢的焊縫溫度，保持層間溫度<150°C。持證焊工進行填充焊接，電流為 160安培，電壓為沈伏特，焊接速度為175毫米/分鐘，熔池保護氣體流量為13升/分 鐘，管內(nèi)通氬氣作背保護氣體直至結(jié)束焊接或填充至10毫米厚，控制層間溫度《150°c ； 填充焊接完畢后進行蓋面焊接，電流為145安培，電壓為25伏特，焊接速度為200毫米 /分鐘，熔池保護氣體流量為18升/分鐘，控制層間溫度S15(TC。第二層焊完后，繼 續(xù)通背保護氣體。壁厚如有改變則焊接工藝參數(shù)適當調(diào)整。如管壁厚度為18-22毫米時，填充電流140-180安培，電壓23- 伏特，焊接速度180-240毫米/分鐘，蓋面焊 接工藝參數(shù)同上。層間清理可用專用不銹鋼砂輪片打磨。如果條件允許，氬弧焊時使用 一定比例的氬氣+氮氣混合氣體做背面保護，可降低焊縫鐵素體含量，提高焊縫抗腐蝕 性能。本發(fā)明在焊接雙相不銹鋼時，可獲得鐵素體和奧氏體比例相對均衡的金相組織， 經(jīng)測定鐵素體含量約在45-65%之間；焊接接頭的機械性能和耐腐蝕性能可充分得到保 證，經(jīng)測定其抗拉強度在640牛頓/平方毫米左右，硬度值在220480HV10之間。使用 二氧化碳+氮氣混合氣體做保護氣體，可減少焊接飛濺，焊縫成型美觀。
權(quán)利要求
1.雙相不銹鋼焊接方法，包括打底和填充蓋面的焊接，其特征是(1)采用99.99%氬氣惰性氣體保護，進行手工鎢極氬弧焊打底焊接包括如下工藝步驟a、選用的電源為松下TSP-300型手工/氬弧焊機，電源極性為直流正接，熔池保護 氣體為99.99%氬氣，流量為10-18升/分鐘，背保護氣體為99.99%氬氣，氬弧焊絲為 林肯 LNT4462(^2.0，AWSA5.9 ER2209,鎢極為釷鎢極小 2.4，ANSI/AWSA5.12-92， 焊接位置為水平固定，壁厚為8-10毫米，接頭形成為對接V型接口，坡口角度為 60° 士5，鈍邊為0-1.5毫米，間隙為3-5毫米；b、將組對好的工件水平固定于焊架上，密封管口只留進出氣口，管內(nèi)通氬氣作背保 護氣體3-5分鐘，氣體流量為5-10升/分鐘；c、持證焊工進行打底焊接，電流為70-90安培，電壓為11-13伏特，焊接速度為 30-50毫米/分鐘，繼續(xù)通背保護氣體；d、整圈焊完后進行第二層熱焊，電流為105-150安培，電壓為13-18伏特，焊接速 度為75-130毫米/分鐘，熔池保護氣體流量為10-15升/分鐘，控制層間溫度《150°C ；e、第二層焊完后，繼續(xù)通背保護氣體；(2)采用80%氬氣加20%二氧化碳氣體保護進行半自動填充蓋面焊接包括如下步驟a、選用的電源為松下KRI-350型二氧化碳焊機，電源極性為直流反接，熔池 保護氣體為80%氬氣+20% 二氧化碳，背保護氣體為99.99%氬氣，藥芯焊絲為林肯 Cor-A-RostaP4462 1.2, AWSA5.22 E2209T1-4 ；b、測量已打底熱焊完畢的焊縫溫度，保持層間溫度<15(TC。c、持證焊工進行填充焊接，電流為140-180安培，電壓為23-29伏特，焊接速度為 140-210毫米/分鐘，熔池保護氣體流量為15-20升/分鐘，管內(nèi)通氬氣作背保護氣體直 至結(jié)束焊接或填充至10毫米厚，控制層間溫度《150°C。d、填充焊接完畢后進行蓋面焊接，電流為130-160安培，電壓為23-27伏特，焊 接速度為170-230毫米/分鐘，熔池保護氣體流量為15-20升/分鐘，控制層間溫度 《150°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼焊接方法，其特征是氬弧焊時可使用氬氣+氮氣 混合氣體做背面保護。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼焊接方法，其特征是管壁厚度18-22毫米時，填 充電流140-180安培，電壓23-28伏特，焊接速度180-240毫米/分鐘。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種雙相不銹鋼焊接方法，包括打底和填充蓋面的焊接，采用99.99％氬氣惰性氣體保護進行手工鎢極氬弧焊打底焊接或采用80％氬氣加20％二氧化碳氣體保護進行半自動填充蓋面焊接，其優(yōu)點是焊接接頭的機械性能和耐腐蝕性可充分得到保證，減少焊接飛濺，焊縫成型美觀。
文檔編號B23K9/16GK102019485SQ20091017935
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月23日
發(fā)明者宋衛(wèi)國 申請人:宋衛(wèi)國