Söka
Duplex rostfritt stålrör är ett rostfritt stålmaterial med en dubbelfasstruktur av austenit och ferrit, med ett typiskt strukturförhållande av 50% austenit och 50% ferrit. Denna struktur ger den hög styrka, hög seghet och utmärkt korrosionsbeständighet, särskilt i kloridstresskorrosionsmiljö. Under svetsprocessen kommer felaktig drift emellertid att leda till fasobalans, vilket allvarligt kommer att påverka rörets mekaniska egenskaper och korrosionsmotstånd.
Orsaker till fasobalans vid svetsning
Svetsvärmecykeln kommer att påverka mikrostrukturen i modermaterialet och svetsområdet. De främsta orsakerna inkluderar:
För hög eller för låg värmeinmatning;
Felaktig svetshastighet;
Dålig kontroll av förvärmningstemperatur och mellanlagartemperatur;
För snabbt eller för långsam kylhastighet;
Felaktigt urval av svetsmaterial och skärmningsgas.
Ovanstående faktorer kan leda till att austenitfasen inte bildas fullt ut, eller inducerar utfällningen av skadliga sekundära faser (såsom σ -fas och χ -fas), vilket gör att mikrostrukturen i svetsområdet avviker från det ideala förhållandet 50:50.
Kontroll av värmeinmatning är ett viktigt mått
Att upprätthålla lämplig värmeinmatning är kärnmedlet för att förhindra fasobalans. Det rekommenderas vanligtvis att kontrollera värmeinmatningen mellan 0,5–2,5 kJ/mm. Om värmeinmatningen är för hög kommer den att främja utfällningen av σ -fasen eller andra spröda faser; Om värmeingången är för låg, kan svetsmetallen svalna för snabbt, austenitfasen kan inte utfällas helt, ferritförhållandet ökar och segheten minskar.
Att använda flerskikts multi-pass-svetsning och smal svetsteknologi kan effektivt minska värmeinmatningen för en enda pass och minska bildandet av ogynnsamma strukturer.
Välj en lämplig svetsmetod
Olika svetsmetoder har en betydande inverkan på kontrollen av strukturen. Vanliga svetsmetoder inkluderar:
GAS Tungsten Arc Welding (GTAW/TIG): Lämplig för rotsvetsning, kontrollerbar värmeinmatning, vilket bidrar till regleringen av strukturen;
Gasmetallbågsvetsning (GMAW/MIG): Lämplig för fyllning och kapning av svetsar, och goda strukturer kan erhållas genom att justera parametrarna på lämpligt sätt;
Lasersvetsning och plasmabågsvetsning: Den värmepåverkade zonen är smal och korrekt kontroll kan minska avvikelsen för strukturen.
Användningen av pulserad bågsvetsning kan uppnå mer exakt värmeinmatningskontroll och främja bildningen av austenitfasen.
Korrekt urval av svetsmaterial
Sammansättningen av fyllnadsmaterialet måste se till att austenitinnehållet i svetsen kan nå målet. Vanligtvis används en svetstråd eller elektrod med något högre nickelinnehåll än basmaterialet. Till exempel kan fyllnadsmaterialet för UNS S32205 basmaterial vara ER2209-svetstråd, som har ett nickelinnehåll på 8,5%-9,5%, vilket är högre än basmaterialet, för att främja austenitregenerering efter svetsning.
Dessutom bör föroreningsinnehållet i fosfor, svavel och andra föroreningar i påfyllningsmaterialet undvikas för att minska möjligheten att bilda skadliga inneslutningar.
Gasskyddskvalitet är avgörande
Under TIG -svetsning eller MIG -svetsning spelar renheten och sammansättningen av den skärmande gasen en viktig roll i mikrostrukturkontrollen. Argon med hög renhet eller argon/kväve blandad gas bör väljas. Den rätta mängden kväve kan främja bildningen av austenitfas och hjälpa till att förbättra gropmotståndet. Vanligtvis har en blandad gas med 1-2% kväve tillsatt en betydande effekt på mikrostrukturoptimering.
Luftinfiltrering måste undvikas under svetsning för att förhindra bildning av oxid -mellanlagare eller korngränsoxidzoner.
Kylhastigheten ska vara måttlig
Kylning för snabbt kommer att förhindra att austenit utfaller i tid, vilket resulterar i överdriven ferrit. Kylning för långsamt kan leda till utfällning av σ -fasen. Den ideala kylningsmetoden är naturlig kylning i luften, undviker tvingad luftkylning eller vattenkylning.
För tjockväggiga rör kan temperaturkontrollfiltar eller postsvetsisoleringsåtgärder användas på lämpligt sätt för att säkerställa att kylkurvan är mild och mikrostrukturomvandlingen är tillräcklig.
Kontrollinterskämningstemperatur
Vid svetsning av flera pass är temperaturkontroll mellanlägg ett av de viktigaste stegen för att förhindra fasobalans. Det rekommenderas i allmänhet att mellanlagartemperaturen inte ska överstiga 150 ° C. Överdriven mellanlagringstemperatur kommer att orsaka värmeansamling, öka korngränsdiffusionshastigheten och inducera utfällningen av spröda faser. Att använda en infraröd termometer för att övervaka temperaturen i realtid kan förbättra svetsprocessens styrbarhet.
Vetbehandling efter svets och metallografisk testning
För duplexstålrör för speciella ändamål, såsom de som används i nyckelområden som marinteknik och olje- och gasutrustning, rekommenderas det att utföra eftervetsningslösning (vanligtvis vid 1050–1120 ° C) och sedan snabbt svalna för att återställa det ideala duplexstrukturförhållandet och lösa skadliga utfällningar.
Efter svetsning bör ett metallografiskt mikroskop användas för att kontrollera fasförhållandet för svetsområdet, eller en ferritinnehållsdetektor (såsom ett magnetinduktionsinstrument) bör användas för kvantitativ analys för att säkerställa att austenitinnehållet är mellan 35% och 65%.
