浙江至德钢业2205双相不锈钢焊接性能研究报告

   焊接接头的综合性能是评价某一焊接工艺技术含量的重要指标，对于2205双相不锈钢来说，当前使用最多的两种焊接工艺是TIG焊盖面和MIG焊盖面，两种焊接工艺的共同点就是需要等离子弧焊来打底。浙江至德钢业有限公司技术人员，研究了2205双相不锈钢的焊接性，并对焊后进行固溶处理的焊件与焊后未进行固溶处理的焊件进行了力学性能的比较，同时研究了不同的热输入和固溶处理工艺对焊接接头综合性能的影响。

1. 试验材料和方法

   试验用的母材为某钢铁公司生产的2205双相不锈钢，将板加工成160mm×320mm的试板，坡口60，钝边5mm，平板对接，试验中使用的保护气体为氩气加2％的氮气。

2.焊接试验

   2205双相不锈钢焊接接头的韧性和耐腐蚀性能是该钢种焊接的关键影响因素，只有制定严格的焊接工艺，才能保证该钢优良的焊后使用性能。在2205双相不锈钢焊接时，通过采用多道焊，合理控制热输入以及层问温度，这样后一道对前一道起到了固溶处理的作用，可以使更多的奥氏体析出，保证焊接热影响区的性能。焊接时电弧保护气体和背部保护气体按焊接接头对耐蚀性的要求来选择。

3.固溶处理试验

   将部分需要固溶处理的焊件加热到1050℃，保温0.5小时后以大于25℃/S的冷却速度快速水冷。将固溶处理过的焊件制成试样，依据各项检测标准进行力学性能试验，检测其金相比例、硬度、抗冲击性能及抗弯曲拉伸性能和抗腐蚀性能。

4、硬度试验

    根据GB／2654-89，用M-400-H1型显微硬度计测定焊接接头的显微硬度，试验结果见图。从图中可以看出，采用两种焊接方法，焊后进行固溶处理与不进行固溶处理得到的焊接接头的各区硬度均≤290HB（约305HV），全部达到标准要求。

5、冲击性能试验

    冲击试件加工成7.5mm×10mm×55mm的V形缺口试样，对焊接接头的焊缝、热影响区和熔合线+5mm处进行室温与-40℃的低温冲击试验。依据ASTM A923标准要求焊接试件在-40℃最小冲击吸收功为53J，出两种焊接方法焊接的2205双相不锈钢均符合标准要求。比较表中四种工艺，可以看出经过固溶处理的焊接试件的冲击性能高于没有经过固溶处理的焊接试件，这是因为在1050℃保温后水冷可以促进奥氏体的析出，同时消除脆性有害相盯相，恢复焊接试件的韧性，尤其是热影响区的韧性。经过固溶处理的试件晶粒细小，韧性优于没进行固溶处理的试件，其断口韧窝多而小。比较两种焊接方法可以看出，MIG盖面获得的试件韧性比TIG盖面获得的试件韧性好。

6、弯曲与拉伸性能试验

    根据GB／T228-2002，在WE-1000万能试验机上进行拉伸性能试验；根据GB／2653-89，在ZDM-30万能试验机上进行弯曲试验，d=40mm，a=1800。依据API SPEC 5LC LC65-2205标准，要求焊接试件在室温下Rm≥620 MPa，A≥25％。试验结果显示，4种工艺获得的试件ReL值在560~570 MPa之间，Rm值在715~730 MPa之间，断面收缩率在28~30.5％之间，试样均断于母材。由此可知，采用4种工艺焊接的2205双相不锈钢的抗拉伸性能完全符合标准要求。比较试验结果的尺乩值与月。值发现，经过固溶处理的焊接试件与没有经过固溶处理的焊接试件的拉伸试验数据相差不多，两种焊接方法不同，对焊接试件的抗拉伸性没有太大的影响，这是由于拉伸试验中试件均断于母材，固溶处理对母材的影响不大。弯曲试验结果显示，正弯、背弯均合格。

7、 焊接接头的三氯化铁腐蚀试验  

     试样尺寸为20mm×10mm×2mm，试验按ASTMG48标准在6％的FeCl3，溶液中浸泡24小时，PH=1.3，试验温度为（22±1）℃，腐蚀试验前后对试样称重，计算平均腐蚀率。表1为焊接接头的平均腐蚀率。试验结果显示，4种工艺获得的焊接试件焊缝、热影响区及基体金属耐三氯化铁腐蚀性能均符合标准要求。从表结果看，焊后进行固溶处理的焊接试件其抗点腐蚀性能更优。

   用2205焊丝作填充金属焊接的2205双相不锈钢具有优良的力学性能和耐腐蚀性能。热输入量的大小影响焊接接头的两相比例、晶粒大小和力学性能及抗腐蚀性，采用合适的热输入量可以得到晶粒细小、力学性能和抗腐蚀性优异的焊件。对焊接试件进行1050℃保温0.5h后快速水冷，可以提高焊缝及热影响区的奥氏体含量，细化晶粒，改善焊接接头的力学性能以及焊接接头抗点腐蚀性能，恢复热影响区的韧性。