S32205雙相不銹鋼焊接工藝

S32205雙相不銹鋼被大量應用在一些腐蝕性強和工藝要求比較高的環境下，其屈服強度、抗拉強度和耐腐蝕性均高于普通的不銹鋼。本文分析S32205雙相不銹鋼的成分和力學性能，研究其焊接性能和焊接工藝，提出具體的焊接參數，通過力學性能實驗和金相組織觀察，得出S32205雙相不銹鋼的焊接工藝對其組織和性能的影響非常大。

多磷酸PPA，化學式：H6P4O13，無色透明粘稠狀液體，易潮解。能與水混溶并水解為正磷酸，不結晶，有腐蝕性。有機合成中用作化合物環化劑及?；瘎?，也用作正磷酸的代用品及分析試劑。由磷酸與五氧化二磷加熱聚合而得。由于PPA腐蝕性強和工藝過程伴隨大量的溶劑，某PPA裝置工藝管道采用大量的S32205雙相不銹鋼，文章通過S32205雙相不銹鋼的一系列分析，簡單介紹了S32205雙相不銹鋼的焊接工藝。

1雙相不銹鋼簡介

        雙相不銹鋼（Duplex Stainless Steel，簡稱DSS），指鐵素體與奧氏體各約占50%，，一般較少相的含量最少也需要達到30%的不銹鋼。雙相不銹鋼從20世紀40年代在美國誕生以來，已經發展到第三代。它的主要特點是屈服強度可達400-550MPa，抗拉強度可達800 MPa，是普通不銹鋼的2倍，因此可以節約用材，降低成本。在抗腐蝕方面，特別是介質環境比較惡劣（如磷酸、硫酸介質）的條件下，雙相不銹鋼的抗點蝕、縫隙腐蝕、應力腐蝕及腐蝕疲勞性能明顯優于普通的奧氏體不銹鋼，可以與高合金奧氏體不銹鋼媲美。

2 S32205雙相不銹鋼成分與力學性能

        S32205雙相不銹鋼是一種含N的不銹鋼，其合金元素主要為Cr、Ni、Mo。S32205雙相不銹鋼屬于高強度不銹鋼。S32205雙相不銹鋼具有良好的焊接性能，兼有奧氏體和鐵素體不銹鋼的特點。與鐵素體不銹鋼相比，塑性、韌性更高，無室溫脆性，耐晶間腐蝕性能和焊接性能均顯著提高，同時還保持有鐵素體不銹鋼的475℃脆性以及導熱系數高，具有超塑性等特點；與奧氏體不銹鋼相比，強度高且耐晶間腐蝕和耐氯化物應力腐蝕有明顯提高。與鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼相比，它既不像鐵素體不銹鋼的焊接熱影響區，由于晶粒嚴重粗化而使塑韌性大幅降低，也不像奧氏體不銹鋼那樣，對焊接熱裂紋比較敏感。氮在強化S32205雙相鋼中取重要作用，當氮的質量分數超過0.2%時，氮的固熔強化使奧氏體的強度大于鐵素體。增加鐵素體含量，會導致沖擊韌性降低，也導致氮在鐵素體中析出，生產氮化鉻，所以氮在鐵素體中比在奧氏體中的溶解度底。

3 S32205雙相鋼焊接性能和工藝分析

        焊接是一個復雜的冶金過程，S32205雙相鋼的焊接質量，取決于焊縫和HAZ的鐵素體與奧氏體含量的平衡和兩相組織的均勻性。在焊接過程中，從凝固點到1200℃為鐵素體組織；1200-800℃奧氏體從鐵素體中析出；800℃-475℃可能有中間相析出。如碳化物、氮化物等。所以，焊接線能量輸入的大小，直接影響焊縫和HAZ中鐵素體的含量。線能量過小，不利于奧氏體析出；線能量太大，則引起合金元素Cr、Ni、Mo的燒損，導致材料的抗腐蝕性能和機械性能下降，而中間相就更容易析出。

焊縫的高溫和快冷會使雙相鋼組織鐵素體化，鐵素體含量增加又導致沖擊韌性和抗腐蝕性能降低。所以，合理的焊接工藝對焊縫質量至關重要。與奧氏體不銹鋼相比，S32205雙相鋼對污物更為敏感，特別是油污和水分。任何類型的油污和水分都會影響焊接質量，從而破壞抗腐蝕和力學性能，因此，焊前必須對材料表面進行清理。當空氣濕度比較大或者管件上有水分時，可預熱。首先要清理材料表面，然后均勻預熱到100℃。

S32205雙相鋼具有良好的導熱性和膨脹系數低的特點，焊接時不會產生很大的殘云應力，所以有很強的抗裂性能。雖然S32205雙相鋼有很強的抗裂性能，但在焊接時，也不能用太大的焊接線能量。因為線能量太大會導致焊縫組織晶粒組大，導致抗腐蝕性能下降，所有，在實際焊接工作中，必須將焊接層間溫度控制在100℃以下。這樣焊接生產率會相對較低，要合理安排焊接順序以保證層間溫度的冷卻時間。

4焊接工藝參數

        焊接工藝參數通過焊接工藝評定確定。焊接工藝評定材料如下：焊接試件：ASTM A790 S32205，焊接材料ASME SFA-5.9-04 ER22009，φ2.0mm，Avesta生產。焊材化學成分見表3.焊接試件規格：φ144mm*5.5mm*200mm，S32205管材化學成分見表1，力學性能見表2。管對接，V型坡口。焊接位置：6G；層間溫度小于100℃。焊接方法：GTAW。保護氣體：99.99%氬氣。焊接設備為：WS7-400逆變直流手工氬弧焊機，直流正接。

焊接結束，檢查焊縫外觀質量，無咬邊、氣孔、裂紋和未焊透等缺陷。射線檢測結果均為I級。

5焊接接頭的力學性能試驗

        根據NB/T47014-2011規定，對焊接試件進行面彎、背彎和拉伸試驗，試驗數據見表5

6金相組織

        雙相不銹鋼焊縫中的鐵素體和奧氏體含量的均衡，對焊縫的力學性能和抗腐蝕性能有很大的影響。所有，有必要檢測焊縫、HAZ和母材的鐵素體含量。

7結語

        在管道施工中，焊接直接至關重要，尤其是PPA項目，決定著整個系統的穩定運行與安全。制定合理的焊接工藝是重中之重，在制度焊接工藝時，要注意以下幾方面：選擇合理的焊接線能量很重要，線能量小，冷卻快，會導致焊縫鐵素體增加；線能量大，不僅合金元素燒損嚴重，而且冷卻慢，會使中間相析出，引起相組織不平衡，抗腐蝕能力下降。S32205雙相不銹鋼對污染很敏感，油污、水分均會影響焊接質量和焊縫的力學性能。所以，焊前，必須對焊件進行清理。焊縫組對時，嚴格控制組對質量，避免強力組對。否則，焊接后，變形很難校正，即使勉強校正，也會產生很大的殘余應力，使焊縫力學性能和抗腐蝕性能下降。焊接完成，應對焊縫及HAZ進行鐵素體檢測，若鐵素體含量低于40%時，S32205雙相鋼焊縫的機械性能大大下降；若鐵素體含量低于30%時，S32205雙相鋼焊縫的焊縫還會產生脆化。

        鼎尚不銹鋼鋼公司專業生產不銹鋼無縫鋼管、S31803不銹鋼管 、S32205不銹鋼管、S32750不銹鋼管、雙相鋼不銹鋼管等是集不銹鋼冶煉、制造加工、銷售及技術開發于一體的專業廠商。來鼎尚，給您滿意的S32205雙相不銹鋼。