超級不銹鋼焊接指南 目錄 頁碼 焊接準(zhǔn)備 3 焊接材料 4 典型的接頭坡口形式 4 焊接 5 焊接工藝 6 焊后清潔 10 健康與安全 10 總結(jié) 10 偉爾公司發(fā)明和加工的第一代超級雙相不銹鋼. 一種獨(dú)特的化學(xué)成分已被證明可以提供強(qiáng)度和耐腐蝕性組合的正確平衡。 該鋼在整個制造和熔煉過程中受到嚴(yán)格控制，通過過程控制確保其具有優(yōu)于其他同等級鋼的性能。 提供多種產(chǎn)品形式、大量庫存以及在整個制造和成功服務(wù)過程中的跟蹤記錄。 焊接超級不銹鋼時，必須考慮幾個因素： 本手冊重點介紹了必須考慮的主要因素。 特別地，在焊接狀態(tài)下使用的焊縫可以用所有常見的焊接方法進(jìn)行焊接。 如果焊件需要焊后熱處理，本手冊中的焊接原則也將適用。 1. 焊前準(zhǔn)備強(qiáng)烈要求產(chǎn)品使用的WPS和對應(yīng)的WPQR在產(chǎn)品開始焊接前，要獲得偉爾審核； WPS應(yīng)按ASME標(biāo)準(zhǔn)等法定基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)的更高要求進(jìn)行評價，除機(jī)械性能、無損檢測要求、腐蝕試驗、顯微金相評價和鐵素體測定等外，焊工資格還應(yīng)執(zhí)行這些附加要求證明焊縫區(qū)域的冶金質(zhì)量也令人滿意并且標(biāo)準(zhǔn)完整。 焊接工程師在整個生產(chǎn)過程中保持評估參數(shù)的應(yīng)用非常重要； 1.1、母材的處理和儲存 所有雙相鋼材料都應(yīng)在防止黑色金屬或有色金屬合金污染的條件下進(jìn)行處理和儲存。

使用不銹鋼、木材、塑料或其他非金屬材料作為倉儲貨架、吊鉤和吊鉤等的保護(hù)膜。焊接應(yīng)按照其他不銹鋼焊接制造的建議在無污染的制造現(xiàn)場進(jìn)行。 只有經(jīng)檢驗合格的雙相鋼才能用作腐蝕側(cè)的臨時附著材料。 盡可能少地使用臨時附件。 1.2. 焊接材料的搬運(yùn)和處理焊接材料的搬運(yùn)和儲存應(yīng)按照制造商推薦的說明進(jìn)行。 通常，焊接材料應(yīng)存放在焊條倉庫中。 焊材庫房室溫應(yīng)在10℃以上，相對濕度小于60%。 打開的焊條和焊劑應(yīng)根據(jù)制造商的說明進(jìn)行烘烤。 1.3. 被焊材料的標(biāo)記 檢查下發(fā)的材料和焊接材料是否正確，并按焊接工藝、規(guī)程和圖紙進(jìn)行標(biāo)記。 如有需要，應(yīng)使用墨水或油漆記號筆來標(biāo)記材料。 這些用于標(biāo)記的筆必須不含氯化物、硫化物、鉛和鋅等。 1.4。 焊接程序規(guī)范 (WPS) 要檢查焊接是否正確，請列出要遵循的 WPS。 焊接程序應(yīng)根據(jù)最新推薦版本 /21 或其他類似規(guī)范進(jìn)行鑒定。 1.5. 工具 只能使用不銹鋼級刀具、磨盤、砂輪、鋼絲刷和拋光輪。 避免對被腐蝕的表面進(jìn)行重度拋光，以免污染形成的焊縫，導(dǎo)致耐蝕性降低。 1.6. 接頭準(zhǔn)備焊接坡口應(yīng)首先采用冷加工方法加工。 采用水下等離子切割時，至少應(yīng)打磨去除材料表面熱影響區(qū)1mm。

加工時應(yīng)畫出溝槽圖的詳細(xì)尺寸圖盤點不銹鋼焊管的三種焊接技術(shù)，讓加工現(xiàn)場知道。 推薦的單面焊接接頭形式將在下一章詳細(xì)介紹。 推薦的根部間隙、鈍邊尺寸和接頭角度根據(jù)以下要求確定： –生產(chǎn)效率最大化 –確保根部母材稀釋率最小 –有利 控制熱輸入 因此控制根部間隙是一個需要考慮的重要因素； 必須對組合的斜面形式進(jìn)行機(jī)加工，以便接頭確?？珊感院妥钚〗宇^填充量是平衡的。 2、焊接材料 2.1． 同材質(zhì)的焊材。 可選擇兩種牌號的焊材進(jìn)行焊接：該牌號的化學(xué)成分與母材相匹配，通常用于待固溶退火的接頭。 等級與鎳合金化，主要用于焊接條件下的接頭。 焊接材料標(biāo)準(zhǔn)如下表1： 化學(xué)成分見表2： 焊接材料牌號與標(biāo)準(zhǔn)焊材牌號執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)配套實心焊絲/07配套藥皮焊條/08過合金實心焊絲/07過合金藥皮焊條/ 08 注：焊材牌號包括100M和100X，分別配套焊材和合金材料。 of 焊接材料的化學(xué)成分（%）。 .0-10.03.5-4.00.5-1.00.5-1.00.2-0.32.2、異種金屬焊接 雙相不銹鋼可與其他雙相不銹鋼、奧氏體不銹鋼、碳鋼和低合金鋼焊接。

雙相不銹鋼填充金屬的鎳含量高于母材，是焊接雙相不銹鋼和其他雙相極金屬最常用的填充材料。 當(dāng)與奧氏體不銹鋼焊接時，低碳奧氏體填充金屬和一些鉬將用于雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼的焊接； 例如 /; 相同的填充金屬或如 E309L / 通常用于連接雙相不銹鋼和低合金鋼配件。 雙相鋼和異種鋼焊接材料的選用見下表。 雙相不銹鋼和其他金屬的焊接材料。 N25Cr-10Ni-4Mo-r-10Ni-4Mo-N25Cr-10Ni-4Mo-N25Cr-10Ni-4Mo-碳鋼和低合金鋼，典型接頭形式 3.1，手工焊接詳細(xì)描述的接頭是手工GTAW的單接頭面焊接頭形式或GMAW-STT焊接方法的典型手焊接頭圖-304-6(R(mm))2-30.5-1.53??.2。 自動焊接 對于自動 GTAW 焊接方法，可以使用閉合對接接頭（零對間隙）。

接頭旨在促進(jìn)改善填充金屬進(jìn)入根部焊道并獲得足夠的根部焊道厚度。 特別注意確保添加足夠的填充金屬。 典型的接頭形式如下 圖1：典型的自動焊接接頭 圖3.3，用于焊接的焊接設(shè)備和不銹鋼焊接生產(chǎn)優(yōu)于它 不銹鋼的焊接沒有專用的焊接設(shè)備，已經(jīng)很復(fù)雜，具有先進(jìn)的功能輸入具有遲滯的輸出裝置是 GTAW 焊接制造的重要要求。 脈沖焊接設(shè)備由于出色的熱輸入控制能力而有利于焊接。 這種輸入能量低、熔敷效率高的新型焊接方法特別適用于高檔雙相不銹鋼的焊接。 GMAW-STT、GTAW-DSP 等高效焊接方法以及焊接材料沉積環(huán)的使用是焊接方法的最新發(fā)展。 3.4. 接頭清潔接頭表面和管道/容器表面應(yīng)在接頭兩側(cè)50mm范圍內(nèi)用丙酮和無絨布清潔和除油。 很少需要打磨清理。 如果需要機(jī)械清潔，可以使用輕度研磨或拋光。 4. 焊接 4.1. 關(guān)節(jié)對齊 線性夾具可用于協(xié)助關(guān)節(jié)對齊。 夾具可以在接頭內(nèi)部或接頭外部。 為了確保令人滿意的最終根部焊道形成和焊接質(zhì)量，應(yīng)避免在接頭附近過度錯位。 管件的心軸可用于對接，以獲得所需的對接直度。

按照規(guī)范中的規(guī)定，注意避免心軸處的壁厚減少和錐度過大。 接頭裝配和板前綴必須考慮正常的變形控制技術(shù)，包括抗變形焊接和回歸分段焊接。 4.2. 點焊的方法有：根部點焊、橋接點焊、子彈點焊、點焊。 為保持根部間隙和接頭平直度，建議采用橋接點焊或子彈點焊。 必須固定板接頭以控制焊接變形。 所有間隙塊均應(yīng)為不銹鋼，并應(yīng)采用 WPS 控制的熱輸入進(jìn)行點焊。 當(dāng)定位焊縫是打根焊道的一部分時，定位焊縫應(yīng)符合批準(zhǔn)的 WPS，定位焊縫的末端應(yīng)平滑過渡，以確保與后續(xù)焊道的良好熔合。 當(dāng) GTAW 用于定位焊時，當(dāng)定位焊道是根部焊道的一部分時，應(yīng)進(jìn)行背面保護(hù)。 為保持根部間隙和接頭平直度，焊點應(yīng)均勻分布在接頭范圍內(nèi)。 背面保護(hù)焊接超級不銹鋼，建議使用商業(yè)純氬氣代替空氣對接頭背面進(jìn)行保護(hù)。 為防止焊池中氮?dú)獾牧魇Р⒋_保背面混合氣中保留足夠的氮?dú)猓瑧?yīng)調(diào)節(jié)和控制氬氣和空氣混合氣中的氧氣。 在實際生產(chǎn)中，開始一層焊接時，這種混合氣體中的氧含量應(yīng)控制在0.5%左右。 通過這種方式，部分氮?dú)庹龎罕３衷诮宇^背面，從而防止根部氮?dú)鈸p失，同時氧化物的產(chǎn)生保持在可接受的限度內(nèi)。

對于根部焊道之后的其他焊道，建議將氧含量控制在最低限度。 為了保持連續(xù)性，在開始焊接或重新焊接之前，使用便攜式氧氣控制器立即測量和控制背面保護(hù)氣體的成分，并在焊接開始或重新焊接之前，使用低硫和氯化物膠帶保護(hù)接頭圍繞整個接頭，并隨著焊接的進(jìn)行逐漸去除粘性保護(hù)膠帶。 仔細(xì)調(diào)節(jié)背面保護(hù)氣流可防止湍流和整個開放焊縫中可能夾帶的空氣。 雖然為避免熔池爆炸和根珠凹陷，必要時可在死角處降低流速。 一般背面保護(hù)氣流量為10-15L/min。 不應(yīng)使用含氫氣體。 5. 焊接工藝 5.1. 預(yù)熱 通常不需要預(yù)熱。 焊前，工件潮濕或工件溫度低于5℃時，應(yīng)適當(dāng)預(yù)熱。 同樣在制造具有更大約束和特別厚壁的結(jié)構(gòu)時，高達(dá) 100 的預(yù)熱是有利的，應(yīng)咨詢有關(guān)預(yù)熱的更多詳細(xì)信息。 氧乙炔火焰不應(yīng)直接接觸材料表面，不應(yīng)出現(xiàn)熱點。 5.2. 電弧能量 電弧能量是整個焊接過程中需要控制的常用參數(shù)。 然而，在焊接雙相/超級雙相鋼時，需要控制冷卻速率以控制微觀結(jié)構(gòu)，并且應(yīng)根據(jù)接頭厚度控制電弧能量。 控制最佳電弧能量的更有效方法是保持高焊接電流的快速焊接，而不是低焊接電流和慢焊接速度。 為了保證穩(wěn)定的焊接熱輸入，焊道擺動應(yīng)保持在較小的程度，最大不超過焊絲直徑的3?。

5.3. 層間溫度 層間溫度和焊接熱能是獲得最佳冷卻速率的最重要因素。 層間溫度或電弧能量過高可能會削弱接頭的耐腐蝕性和沖擊韌性。 必須平衡層間溫度和焊接熱能，以保持最佳的接頭性能。 例如，如果電弧能量不能保持在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，則有必要降低層間溫度。 最高層間溫度應(yīng)在適當(dāng)?shù)?WPS 中說明，通常低于 150°C。 應(yīng)在任何后續(xù)焊道開始焊接之前立即測量道間溫度，并在建議暫停的地方恢復(fù)焊接時測量道間溫度。 層間溫度測量應(yīng)使用接觸式熱電偶進(jìn)行。 重焊前焊區(qū)溫度必須低于道間溫度。 必須在每個焊接間隔測量道間溫度，而不僅僅是在焊接新焊道之前。 5.4. 根部焊道 GTAW 焊接方法通常用于改進(jìn)根部焊道質(zhì)量控制。 雖然制造商在特定車間使用的選擇和生產(chǎn)實踐非常重要，但通常發(fā)現(xiàn)以下內(nèi)容： 1.6mm 或 2.0mm 直徑焊絲通常用于焊接母材厚度小于或等于 4mm 厚. 其他厚度的母材通常用直徑為2.4mm或3.2mm的焊絲焊接。 為了在電弧能量的限制范圍內(nèi)獲得最佳的根部焊道性能，熔孔焊接方法通常被認(rèn)為是一種優(yōu)選的焊接操作技術(shù)。 焊工的首要任務(wù)是簡單地認(rèn)識到，在電弧能量限制范圍內(nèi)盤點不銹鋼焊管的三種焊接技術(shù)，沉積更大的焊縫厚度是有益的。

必須嚴(yán)格控制焊接電弧能量，以避免在焊接熱循環(huán)期間出現(xiàn)不希望的緩慢冷卻速率。 根據(jù)行業(yè)經(jīng)驗，實際焊接線能量導(dǎo)則見表5； 典型底線能量與層厚(mm) 電弧能量(KJ/mm) 每層厚度(mm) 2.88 0.4-0.6 2.0 7.11 0.8-1.2 3-3.5 17.5 1.5 -1.5=8 3-3.5 電弧能量(E)= IU60/(V(mm/min)1000)KJ/mm 或 ※(E)=IU 電弧工作時間(s)/(焊道長度(mm)1000) KJ/mm GTAW 手工焊時一般不受控制的填充金屬添加量這里應(yīng)該是一個重要的參數(shù)。 上表中列出的典型根部焊縫厚度基于以下要求：a) 焊縫進(jìn)入圖 1 中指定的受控根部間隙。為了促進(jìn)最佳冷卻速率，填充金屬應(yīng)最大限度地連續(xù)添加到焊縫熔體中. 水池; 太厚的根部焊道通常與太高的熱輸入有關(guān)。 太薄的根焊道可能會導(dǎo)致二次燒穿。 當(dāng)然，太厚或太薄的根部焊道都會導(dǎo)致真正的焊接問題，并可能導(dǎo)致熔深焊道外形不良。 所示的根部焊道厚度應(yīng)基于適當(dāng)電弧能量范圍內(nèi)的待焊材料厚度。 可以考慮并建議分段焊接，在這種情況下有以下優(yōu)點： — 控制接頭間隙一致性 — 減少整體接頭變形 — 在保持層間溫度要求的同時最大限度地提高生產(chǎn)能力。

所有焊縫的起點和終點都應(yīng)打磨光滑，以利于連接。 GTAW焊接時，推薦使用工業(yè)級純氬氣（99.995%）進(jìn)行保護(hù)，保護(hù)氣流量為8-12L/min。 插入氣體棱鏡的管子 有效的焊接保護(hù)確保良好的保護(hù)氣體覆蓋并避免湍流，其中使用延長的鎢電極延伸部分。 在焊縫末端，應(yīng)使用下坡焊接技術(shù)來控制相位平衡。 5.5 超出表面的第二道冷焊道根部，必要時應(yīng)打磨光滑，并用不銹鋼拉絲處理。 但是很少需要打磨。 作為一般準(zhǔn)則，第二個冷焊道需要比根部焊道更低的焊接熱輸入。 通常使用 GTAW 焊接方法。 如前所述，必須控制道間溫度，并且可能需要調(diào)節(jié)焊池以確保焊池拍打。 可以通過使熔池在側(cè)壁上輕敲來實現(xiàn)輕敲。 擺動必須減少到最低限度。 在電弧能量和接頭坡口形式要求的限制范圍內(nèi)，可以使用單道或分道焊接技術(shù)。 首選單冷通道。 下圖列出了不同根部焊縫和二層冷焊縫能量組合形成的接頭的不同耐蝕效果。 根部焊道：差：過多的熱量 最終結(jié)果：差：根部焊道過熱 差：根部焊道重新加熱 好：最佳焊道 耐腐蝕性 不好 耐腐蝕性 良好 耐腐蝕性 GTAW 焊接良好 根部焊道和第二層冷焊道變化工藝 5.6、接頭填充層 為避免連續(xù)根部焊道在反復(fù)加熱過程中被氧化，焊接熔敷金屬厚度達(dá)到12mm的管板時，應(yīng)單面焊接。 用氬氣保護(hù)背面。

雙面焊時可提前停止背面保護(hù)氣體。 對于接頭焊縫的第一個 5mm 厚的焊道，應(yīng)保持統(tǒng)一的焊接順序。 在整個接頭焊接過程中，應(yīng)控制層間溫度和線能量。 5.7. 手工金屬電弧焊 (SMAW) 的接縫填充需要正確的電極干燥過程，尤其是防止吸濕。 未開封、包裝在真空容器中或從最低溫度為150度的保溫箱中取出的焊條可直接使用。 工作時發(fā)出的電極數(shù)量應(yīng)足夠4小時的生產(chǎn)消耗，從真空包裝中取出的電極數(shù)量應(yīng)足夠10小時內(nèi)的生產(chǎn)消耗，電極應(yīng)存放在絕緣筒內(nèi)在使用過程中。 在任何情況下，都應(yīng)遵循焊接材料制造商對使用特殊類型焊接涂料的要求。 應(yīng)根據(jù)電極控制焊接技術(shù)，避免大幅度和明顯的擺動以及相關(guān)的高熱輸入，并應(yīng)避免接觸引弧。 電極應(yīng)在制造商推薦的電流范圍內(nèi)工作。 這些典型參數(shù)如表 6：5.8 所示。 用GMAW填充直徑為1.0和1.2mm的焊絲可用于超級雙相不銹鋼的焊接。 提倡采用最小擺動和可控電弧能量多層多道間焊來填充焊縫。 Ar/He(CO2)混合氣體已成功應(yīng)用于超級雙相不銹鋼的焊接。 手工電弧焊推薦電流范圍 電極直徑 mm 電流范圍(A) 2.5 50-65 3.2 70-90 4.0 100-140 GMAW焊接典型焊接參數(shù)如下 7： GMAW參數(shù) 位置 焊絲直徑 mm 電流A 電壓V 焊接速度 mm/min 電弧能量 Kj/mm 氣體流量 L/mm 1G 1.2 220-240 30-32 250-400 1.0-1.5 20 6G/6G 1.0 80-95 30-32 200-300 0.6-0.8 20這種焊接方法有效地結(jié)合了電弧能力的控制，典型的 WPS 可咨詢。

5.9. 采用埋弧焊方法進(jìn)行填縫埋弧焊有效地將高質(zhì)量焊縫金屬的快速熔敷與機(jī)械化焊接方法的高生產(chǎn)效率結(jié)合起來。 焊接方法： –材料厚度超過15-20mm， –管道和容器直徑超過150mm –圓縫和縱縫可以在平焊位置焊接。 盡管焊接程序與標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼（316L 等）相似，但建議使用直徑較小的焊絲和適中的焊接參數(shù)，以保持所需的電弧能量/焊接冷卻速率控制。 快速焊接和低輸入能量焊接有利于連續(xù)性（例如，整個環(huán)焊縫）并減少與道間溫度相關(guān)的焊接工藝中斷次數(shù)。 珠子形狀的控制非常重要。 焊接系數(shù)-縱橫比必須小于 1，需要仔細(xì)選擇電弧電壓以避免介質(zhì)凝固熱裂紋。 避免每層焊縫過厚。 埋弧焊作為一種填充焊方法，通常要求按照GTAW和SMAW對底部焊道進(jìn)行焊接，底部焊道熔敷厚度達(dá)到8-10mm。 建議在焊接接頭整個焊接過程中最高層間溫度控制在150℃。 使用的助焊劑必須保持在可靠干燥的條件下，例如，直接從新的、未打開的包裝中取出或放在 250 存儲盒中。 應(yīng)回收焊縫中未熔化的助焊劑，并在重新使用前重新干燥。

當(dāng)助焊劑與粘合助焊劑混合干燥時，重復(fù)循環(huán)會導(dǎo)致過多的細(xì)顆粒堆積和助焊劑粒徑變化的變化，最終導(dǎo)致助焊劑處理性能下降。 為防止出現(xiàn)這種結(jié)果，回收助焊劑應(yīng)與未使用的新助焊劑按 1:1 的比例使用。 為防止電弧散射穿過助焊劑罩，建議將助焊劑堆放至25-30mm的高度。 弧光散射可能對電弧/熔池的穩(wěn)定性造成破壞，可能的空氣進(jìn)入可能導(dǎo)致弧坑，焊縫表面出現(xiàn)平坑危險； 最壞的情況可能是內(nèi)部氣孔。 當(dāng)厚度超過30mm時，助焊劑堆積層厚度過厚，無法防止焊接過程中產(chǎn)生的氣體擴(kuò)散溢出。 關(guān)于電極的突出長度，突出長度應(yīng)小于20mm。 如果焊絲的突出長度過長，電阻熱效應(yīng)和金屬熔滴會變得不穩(wěn)定，導(dǎo)致焊道漂移（滑板式滑道的結(jié)果），典型的焊接參數(shù)如表 7 所示：SAW焊接參數(shù) 焊接速度 mm/min 電弧能量 KJ/mm 電極伸出長度 mm 度 mm2.4 280-350 28-30 450-500 0.9-1.2 20-25 25-30 以最小直徑為例 以（150mm）管道為例對接接頭，焊接速度可要求達(dá)到750mm/min。 5.10. 補(bǔ)焊具有優(yōu)異的焊接性能和低返修率，即使在對整個焊縫進(jìn)行全 RT 時也是如此。

如果需要補(bǔ)焊，那么我們發(fā)現(xiàn)所有小直徑薄壁（直徑小于4，壁厚小于3mm）焊縫補(bǔ)焊比補(bǔ)焊更容易采用切口重焊，這是首選過程。 . 當(dāng)需要對較大直徑、較大厚度的焊縫進(jìn)行補(bǔ)焊時，這些焊補(bǔ)應(yīng)按照合格的焊補(bǔ)程序進(jìn)行。 修復(fù)焊縫時，應(yīng)設(shè)計工藝以防止前面的焊縫區(qū)過熱，尤其是在切割后焊接薄焊縫 10 時。 6、焊后清理 仔細(xì)清理助焊劑或輕微的熔渣，確保其從焊縫區(qū)完全清除。 可以結(jié)合使用絲刷進(jìn)行仔細(xì)的輕度打磨。 局部焊縫區(qū)酸洗對提高耐蝕性非常重要。 專用酸洗膏可用于超級雙相不銹鋼的酸洗。 當(dāng)使用制造商推薦的酸洗工藝時，對接接頭的性能將得到很大提高。 7. 總結(jié)焊接超級雙相不銹鋼的黃金原則 利用并實施以下焊接要點-焊接實踐和工藝，成功焊接了大量焊接接頭： 1) 利用良好的不銹鋼制造經(jīng)驗 2) 利用和評估 WPS一致的接頭配對方法 3) 控制背面保護(hù)氣體的成分和流量 4) 選擇與接頭厚度相關(guān)的正確電弧能量 5) 將電弧能量控制在額定 WPS 產(chǎn)品焊接范圍內(nèi) 添加焊絲 7)調(diào)控層間溫度，保證最高層間溫度不超過額定值 8）采用擺動最小的直焊縫（最大3倍絲徑） 8.健康與安全 與焊接相關(guān)的健康與安全 安全要求如下： 電氣設(shè)備 壓縮空氣 個人防護(hù) 煙塵 電弧輻射 必須嚴(yán)格遵守，如有疑問，應(yīng)咨詢公司安全主任。 應(yīng)從產(chǎn)品供應(yīng)商處獲得具體的產(chǎn)品安全說明。