2205雙相內襯不銹鋼復合管焊接工藝（2)
1.3焊接工藝 1.3.1焊前準備
復合管坡口采用坡口機加工，封焊前用丙酮將焊接坡口及其兩側的油脂、灰塵、水等徹底清理， 防止雜質對焊縫質量產生不利影響。將焊絲用丙酮擦拭，焊條按有關規定進行烘干。保護氣體采用 氬氣，氣體純度大于99.99%。焊前不預熱。
1.3.2封焊焊接
復合管是機械結合的，因此，在進行復合管襯 層焊接前有必要進行封焊。復合管封焊主要目的 包括兩個方面:
①防止運輸和存放過程中基襯松 動和雜質等進入;
②在打底焊過程中，起到隔離碳 鋼的作用，減少碳鋼對襯層焊縫的稀釋作用，保證 焊縫中鉻鎳合金元素含量，從而確保焊縫的耐腐 蝕性能。
封焊焊接線能量不宜過大，否則會增加碳鋼 在封焊時的熔合比,使焊縫C含量以及S,P，等有 害雜質元素含量增加，惡化襯層耐蝕性。
1.3.3打底焊焊接
打底焊的目的是保證襯層焊縫顯微組織為鐵 素體和奧氏體雙相組織，化學成分與2205雙相不銹鋼母材相近，保證襯層的耐蝕性。因此，我們采用ER2209雙相不銹鋼焊絲進行打底焊。
封焊完成后,因為封焊過程中會將襯管有所 氧化，管端內壁需要用內磨機打磨，露出金屬光澤。然后進行坡口組對,安裝氬氣保護裝置，焊前 5 min通人氬氣，保證保護氣氛的質量。
打底焊的焊接工藝盡量采用小電流、快速焊， 焊縫顏色以銀白色最佳，金黃色和藍色為合格。
過渡焊烊接
打底焊后，如果直接采用碳鋼焊條進行基管 焊接，不可避免會出現襯層焊縫的合金元素稀釋 以及焊縫增C、可能出現裂紋等問題，因此，必須 進行過渡焊接。
過渡焊采用手工電弧焊，焊條采用E2209 - 17焊條，該焊條具有良好的焊接性和抗熱裂紋性 能。過渡焊焊接規范采用較低的焊接線能量，減 少過渡焊對打底焊的熱處理作用，防止打底焊焊 縫的奧氏體含量過高引起的焊縫的耐蝕性降低。
在過渡焊過程中，始終保持管內氬氣保護，防止管內焊縫出現氧化現象。
蓋面焊焊接
過渡焊完成后，只剩部分基管需要進行焊接。 因此,為了提高焊接效率，采用普通的E4315低 氫焊條進行焊接。同時，為了增加焊接工藝的選 擇，采用ER2209 -17焊條繼續進行蓋面焊。
上述是整個復合管環焊的工藝規范。本試驗 采用兩種焊接工藝，工藝參數分別見表8和表9，表 中DC-表示鎢極接負,DC+表示焊條接正。
層間溫度的控制
與奧氏體鋼相比，雙相不銹鋼具有導熱性好、 熱膨脹系數低的特點，因此不會產生很大的殘余 應力，具有更高的抵抗熱裂紋的能力。因此,雙相 不銹鋼的焊接可以采用大線能量。本次試驗層間 溫度控制在100攝氏度以下。
對復合管環焊焊縫按照S/Y 6623-2003 《內覆或襯里耐腐蝕合金復合鋼管規范》進行評 定。檢測試驗項目包括常規的X射線檢驗、接頭 拉伸、彎曲試驗、化學成分分析、金相組織檢驗。
2.1力學性能試驗
拉伸試驗:根據ASME IX標準在300kN萬能 試驗機上進行拉伸試驗。
彎曲試驗:根據ASME IX標準在300KN萬能 試驗機上進行彎曲試驗，彎曲角度為180。，彎頭 半徑為4a(a為試樣厚度〉。
2.2金相組織觀察
將焊接試樣沿與焊縫垂直的方向切開并切割 成小塊，用金相砂紙打磨、拋光后，采用堿性赤血 鹽溶液腐蝕焊接接頭金相試樣。在― GX51金相顯微鏡下觀察不同焊接工藝的復合管 環焊接頭的顯微組織。
對環焊試樣襯層焊縫進行X射線探傷的結 果為I級合格，力學性能測試結果見表10，復合管 襯層焊縫化學成分見表11，焊接工藝一的襯層焊 縫主要合金元素線掃描結果如圖2所示，焊接工 藝二的復合管焊縫金相組織如圖3所示。
通過表10可以看出:焊縫的抗拉強度、屈服 強度均高于母材，均在母材上斷裂，接頭拉伸性能 滿足標準要求;焊縫彎曲180。后受拉面完好，表 明接頭的延塑性良好。
通過表11與表1對比可以看出，焊縫的主要 合金元素與2205不銹鋼母材的元素含量相近， C，S，P等也符合相關要求；同時在圖2中，2205 內襯不銹鋼復合管環焊襯層焊縫的化學元素線掃描測 試結果與化學成分測試結果相一致。
通過圖3看出，復合管襯層焊縫和熱影響區均 為鐵素體和奧氏體雙相組織，奧氏體以條狀、塊狀 分布在鐵素體基體上，以柱狀晶為主，奧氏體含量 約60%。熱影響區沒有出現單相鐵素體，也沒有 發現金屬間析出相的產生。焊接熱影響區近縫區 的鐵素體含量不會超過65%，滿足技術條件要求。 與母材相比，焊縫的奧氏體含量更大，晶粒更加粗 大,這主要是由于打底焊后進行的過渡焊等工藝焊 接熱輸人較大，相當于對襯層環焊進行多重熱處理 過程，促進了焊縫組織中的更多鐵素體轉變為奧氏 體。這對焊縫的塑韌性和耐蝕性更加有利。綜上所述，2205雙相內襯不銹鋼復合管的焊接工 藝安排合理，焊接工藝參數正確，評定結果滿足相 關標準要求，焊接接頭性能優良，完全滿足該復合管的生產需要。
(1)2205雙相內襯不銹鋼復合管需采用獨特的焊 接形式，焊接工藝的制定需要大量試驗進行驗證；
(2)通過合理安排焊接方法和焊接次序，制 定正確的焊接工藝參數，所得到的復合管環焊焊 縫性能優良，襯管組織為鐵素體和奧氏體的雙相 組織，相比例合適，各項指標滿足相關標準要求；
(3）采用E2209-17雙相不銹鋼焊條進行復 合管過渡焊和蓋面焊完全可行,為今后復合管的 焊接工藝提供了更多的選擇；
(4)2205雙相內襯不銹鋼復合管焊縫的耐蝕性能 需要進一步試驗驗證。
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