由于社會(huì )經(jīng)濟的不斷發(fā)展，雙相不銹鋼開(kāi)始逐漸擴大應用范圍，逐漸被運用到眾多領(lǐng)域，例如石油、化工、天然氣、造紙等領(lǐng)域，也會(huì )被運用到能源交通和民用工程中。雙相不銹鋼是一種具有一半奧氏體和一半鐵素體的金屬金相組織，具有鐵素體和奧氏體的雙重特點(diǎn)，并且韌性高、溫度低，同時(shí)也具有焊接性能良好、熱膨脹系數小以及導熱系數高等優(yōu)勢。在應用雙相鋼技術(shù)的時(shí)候，最重要的就是焊接結構、焊接件，在航洋平臺等方面應用。浙江至德鋼業(yè)有限公司主要分析了SAF2205型號的雙相不銹鋼設備，合理的應用和開(kāi)發(fā)成本低、效率高的埋弧焊工藝。 

一、基本工藝需求 

1. 結構

  溶劑脫水塔的主要設計參數結構為：設計壓力0.35MPa，設計溫度190℃，壁厚20mm，設備凈重88200kg，介質(zhì)為醋酸和水。

2. 材料和性能

   設備制造具有十分高的技術(shù)需求，嚴格要求焊接接頭的耐腐蝕性、力學(xué)性能、金相組織等，特別是對于低溫沖擊性能的需求更是嚴格。選用瑞典AVESTV公司的SAF2205雙相不銹鋼材料。一般有兩種焊接方式，主要為鎢極氬弧焊和電弧焊。依據藥皮成分把手工電弧焊焊條分為堿性和酸性，酸性具有良好的工藝性能、脫渣性比較好，但是如果具有很高的低溫性能需求，就應該適當使用堿性焊條。 

二、雙相不銹鋼埋弧焊工藝試驗 

1. 焊接線(xiàn)對于接頭性能的影響

    適當的選用SAF2205雙相不銹鋼厚度為20mm的鋼板，制作相應的埋弧焊試板，利用不同線(xiàn)能量來(lái)進(jìn)行相應的焊接試驗，之后合理的測定試板的鐵素體含量、焊縫、耐腐蝕性以及HAZ沖擊性能。 從上述數據可以發(fā)現，A1試板具有很好的指標，各方面良好，A2試板鐵素體過(guò)高、有一個(gè)不符合要求的沖擊值，A3試板有兩個(gè)不符合要求的焊縫沖擊值。雙相鋼的成分主要有鎳、鉻、氮、鉬，鐵素體的主要元素為鉬、鉻，奧氏體主要元素為氮、鎳，其中的合金成分可以有效保障α+γ雙向組織，在進(jìn)行焊接的時(shí)候，由于溫度升高，γ逐漸趨于α，在逐漸接近融合線(xiàn)的時(shí)候，γ開(kāi)始完全固熔，進(jìn)入到α相中，逐漸出現單相組織，在一定的冷卻之后，開(kāi)始逐漸從α中分理處γ相，最后再次形成雙相組織。如果在焊接的時(shí)候，冷卻速度快、線(xiàn)能量比較小，就會(huì )導致γ相少量析出或者不析出，從而降低耐腐屬性。但是如果冷卻速度比較小、線(xiàn)性能量比較大，很容析出σ相，在溫度為850℃時(shí)候是最敏感的，一般α相會(huì )在1～2分鐘的時(shí)候出現，3～5分鐘的時(shí)候增多，但是不會(huì )適當的長(cháng)大。2205雙相不銹鋼在最為敏感區域停留的時(shí)間最多不多于134s，否則就會(huì )很容易導致韌性變差，從而很大程度減低了耐腐蝕性。所以為了能夠具有很高的沖擊性和耐腐蝕性，盡可能避免過(guò)小或過(guò)大的出現線(xiàn)性能量。A1試板各方面都適合，A2線(xiàn)性能量過(guò)低導致具有很高的鐵素體，A3過(guò)高，導致耐腐蝕性和沖擊韌性都降低。 

2. 稀釋率給焊接頭帶來(lái)的性能影響

   稀釋率就是在填充金材料的時(shí)候，被母材稀釋的程度，一般來(lái)說(shuō)具有越小的坡口角度，就會(huì )出現越大的稀釋率。利用相同線(xiàn)性能量以及不同的坡口進(jìn)行實(shí)驗。 依據實(shí)驗可以發(fā)現，如果使用化學(xué)成分和母材一樣的材料，就會(huì )得到相對比較高的α組織，所以，一般都是想用γ相更高的材料進(jìn)行焊接?？梢赃m當的增加氮和鎳的含量，從而可以增加γ相的含量、稀釋率如果比較高的時(shí)候，就會(huì )擁有比較低的氮和鎳的含量。導致γ相比較少，降低韌性和耐腐蝕性。 

3. 焊縫對于鐵素體的影響 

   工藝焊縫實(shí)際上就是在焊接即將完成的時(shí)候，對表面焊縫再次進(jìn)行焊接。對于HAZ和表面焊縫進(jìn)行一定的熱處理，以便于改變組織情況，有效地增加性能，然后合理的取出工藝焊縫。在測量試板焊縫中的鐵素體含量的時(shí)候，相比較于內部來(lái)說(shuō)，表面的含量要高的多，在適當實(shí)施工藝焊縫以后，降低了6%～10%的鐵素體含量。一般情況下，都是使用多道多層焊接方式，后面的焊道可以給前面的焊道進(jìn)行一定熱處理，促使α相逐漸變?yōu)棣孟?，最后形成γ比較高的雙相組織，因為沒(méi)有給表面焊道進(jìn)行一定的熱處理，因此，具有很高的α相，使用工藝焊縫以后，可以進(jìn)行一定熱處理，提高了γ相。 

4. 層間溫度給接頭焊接帶來(lái)的影響 

   適當的層間溫度可以有效地降低在進(jìn)行焊接之前的冷卻速度，對于提高金屬雙相組織中的γ相具有一定意義，但是如果出現很高溫度的層間，會(huì )導致焊縫性能和組織出現一定的惡化。依據之前的實(shí)驗可發(fā)現，應該合理的把溫度控制在150攝氏度以下，這樣才能夠保障順利的完成焊接，確保焊層之間具有一定的冷卻時(shí)間，不僅可以有效的確保層間溫度不會(huì )過(guò)高或者過(guò)低，又可以適當的增加工作效率。 

   總而言之，埋弧焊工藝是一種成本低、效率高的焊接方式，雙相不銹鋼焊接技術(shù)主要被運用到造船行業(yè)中，但是雙相不銹鋼技術(shù)使用在石油行業(yè)的時(shí)候，具有十分嚴格的要求。經(jīng)過(guò)試驗分析表明，利用相對合理的材料配備相關(guān)工藝，在符合實(shí)際需求的情況下，可以有效地減低成本和提高效率。雙相不銹鋼埋弧焊工藝具有十分廣闊的應用前景。