压力管道资质：焊接不锈钢管道时如何选择焊材？

文章录入：华道顾问   文章来源：焊接技术   添加时间：2022/10/14

      一、如何选择正确的不锈钢焊材?
      如果母材是相同的,首要准则就是“与母材匹配”。例如焊接310或316不锈钢,就选择相应的焊材。
      焊接异种材料,则遵循选择与合金元素含量高的母材相匹配的准则。例如焊接304和316不锈钢,则选择316型焊材。
      但是,也存在很多不遵循“匹配母材”原则的特殊情况,这时就要“查阅焊材选择表”。例如,304型不锈钢是最常见的母材,但是没有304型的焊条。
      二、假如要焊材与母材匹配,如何选择焊材来焊接304不锈钢?
      焊接304不锈钢时,使用308型焊材,因为308不锈钢中的额外元素可以更好的稳定焊缝区域。
      308L也是一个可接受的选择。L表示低碳含量,3XXL不锈钢表示碳含量≤ 0.03%,而标准的3XX不锈钢可最高含有0.08%的碳含量。
      由于L型焊材与非L型焊材属于同一类型的分类,因此生产产商应该特别考虑使用L型焊材,因为它的低碳含量可以减少晶间腐蚀的倾向(图1)。实际上,笔者认为如果生产厂商希望升级产品的话,L型焊材将获得更广泛的应用。       采用GMAW方法焊接的生产厂商也考虑使用3XXSi型焊材,因为Si可改善润湿性(图2)。在焊件具有较高隆起或者在角焊缝或搭接焊缝的焊趾处焊接熔池连接不良的情况下,使用含Si的气保焊丝可润湿焊缝并提高熔敷率。       如果考虑碳化物析出,可选择含有少量Nb元素的347型焊材(最后一个问题)。
      三、如何更轻松地焊接双相不锈钢?
      通常,双相不锈钢组织中的奥氏体相和铁素体相各占50%左右。铁素体相的存在可以提高强度和耐应力腐蚀性能,而奥氏体相可以提高韧性。两相的共同作用使得双相不锈钢的性能更加优异(图3)。双相不锈钢的范围很广,最常见的型号是2205:含有22%Cr,5%Ni,3%Mo以及0.15%N。       在焊接双相不锈钢时,太多铁素体的存在可能造成一些问题(电弧的热量使得铁素体基体中的原子重新排序)。为此,焊材需要提供更多的奥氏体形成元素,通常是比母材高2-4%的Ni。例如,焊接2205不锈钢时用的药芯焊丝含有8.85%Ni。
      焊后,焊缝中的铁素体含量在25-55%之间(也可能更高)。注意:焊后冷却速度要足够慢,使得奥氏体重新形成,但是不能太慢,太慢会析出金属间相,也不能太快,太快会在热影响区产生过多的铁素体。务必遵循产商提供的焊接工艺和焊材选择手册。
      四、为什么焊接不锈钢时要随时调整参数?
      焊工在焊接不锈钢时,随时调整焊接参数(电压、电流、电弧长度、感应系数、脉冲宽度等)的最主要原因是不匹配的焊材成分。化学成分很重要,批次之间成分的差异可以造成焊接行为很大的不同,比如差的润湿性和脱渣性。焊材直径、表面清洁度、浇注性能、以及螺旋形状均可影响GMAW和FCAW时的焊接行为。

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