1、不同焊接工藝焊接22 % Cr-雙相不銹鋼諾伯特.富瑞德瑞希內容什么是雙相不銹鋼?標準雙相不銹鋼的焊接材料和焊接工藝焊接聯結處的性能產品應用優點和性能高抗拉強度高韌性和延展性良好的抗裂紋腐蝕和點蝕能力良好的抗應力腐蝕開裂能力良好的抗侵蝕能力合理的成本和價格金相及冶金學特點 相平衡(鐵素體/奧氏體) (Sigma)相(富Cr和Mo相, 產生在600 到1000C溫度間) 475C 脆化(最高服役工作溫度280C)退火固溶態相偏差影響高鐵素體量 ( 70 %)韌性下降抗腐蝕能力下降 (氮化物)高奧氏體量 ( 80 %)SSCC下降抗拉強度下降時間 溫度 析出 圖雙相鋼 1.4462雙相不銹鋼1.4

2、5011.450725 % Cr 7 % Ni 4 % Mo Ni (Cu, Ti)1.446222 % Cr 5 % Ni 3 % MoNi化學工業海上建設工程技術化學品容器海水應用工程/海水處理容器管道工程1.436223 % Cr 4 % Ni應用典型鋼種 EN 10088; SEW 400母材雙相不銹鋼與奧氏體鋼的屈服強度和點蝕性能對比700600500400300200100 0奧氏體鋼(1.4401/AISI 316)奧氏體鋼(1.4539/N08904)超級奧氏體鋼(6 % Mo)超級雙相不銹鋼 (25 % Cr)(1.4410/S32550 1.4501/S32760 1.45

3、07/S32750)雙相不銹鋼(22 % Cr)(1.4462/S31803)不含Mo雙相不銹鋼(1.4362/S32304)屈服強度 N/mm點蝕指數PRE20 25 30 35 40 45母材 1.4462 (UNS S 31803)標準化學成份 重量%CSiMnPSCrMoNiNmax.0,030max.1,0max.2,0max.0,035max.0,01521,023,02,53,54,56,50,100,22最低含量要求22,02,75,50,12標準值*22,53,05,50,14* PREN 34* 改善了可焊接性 (HAZ)內容什么是雙相不銹鋼? 標準雙相不銹鋼的焊接材料和焊

4、接工藝焊接聯結處的性能產品應用技術標準DNV(造船業) 27 J-20CSPIE-CAPAG 40 J-20CNAM/NL(NSS 60) 41 J-20CNORSOK/NM (601) 27 J-46CSHELL/UK(ES 124)41 J(27 J min)-50C22 % Cr 雙相不銹鋼熔敷金屬的沖擊功要求22 % Cr雙相不銹鋼焊接應用的伯樂焊材SAWCN 22/9 N-UP + BB 202FCAWCN 22/9 PW-FDFCAWCN 22/9 N-FDGTAWGMAWCN 22/9 N-IGSMAWFOX CN 22/9 N-B1.4462(UNS S31803)(UNS S

5、32205)C0,03Cr22,8Mo3,2Ni8,7N0,16SMAWFOX CN 22/9 N母材 EN /UNS平均化學組份 %*焊接工藝焊材* PREN = % Cr + 3,3 % Mo + 16 % N = 34-36CAD 17 / 6384雙相不銹鋼焊接 X3CrNiMoN-22-9-3,沖擊功值沖擊功 Joule ISO-V12010080604020- 60- 40- 200+ 20測試溫度 C SMAW basic SMAW rutilbasic- 60- 40- 200+ 20GMAWGTAW對比性能FOX CN 22/9 N金紅石堿性藥皮FOX CN 22/9 N-B

6、(鋰金石堿性藥皮)穩定性AC(電流)DCRP (G+)DCNP (G-)好*非常好好-非常好-脫渣性好好/非常好焊道面好非常好根步焊非常好(G-)非常好(G+)全位置焊好(G+)非常好再起弧性能好*通常困難韌性好非常好*延展性一般非常好*厚度限制是(12 mm時,可以有較高焊接熱輸入.雙相不銹鋼S 31803 (1.4462)焊接技術應避免什么?鐵素體含量 25 % 或 50 % (GTAW 70 %).焊道上的任何不必要起弧, 多余的沒有填充金屬的“修飾焊接” (重熔).第一填充焊道的熱焊道“技術 (避免根部焊道的過熱).雙相不銹鋼S 31803 (1.4462)焊接技術應避免什么?過快速和

7、太滿的焊接冷卻情形 過大的冷縮變形.打磨印或打磨輪停轉的非穩定接觸注意保護氣體中的氫的作用雙相不銹鋼S 31803 (1.4462)焊接技術UNS S 31803/DIN 1.4462鋼的焊接層間溫度和熱輸入0.5 2.0TWIPublicationRoot: 1.2-2.0 (GTAW)第一填充焊道 1.5IIWDoc IX-1697-92打底 2.0 (GTAW) 足夠熔敷金屬第一填充焊道 1.0 (GTAW 1.5)Bhlermax. 225CTWIPublicationmax. 150CIIWDoc IX-1697-92max. 150C ( 6 mm)max. 200C ( 12 m

8、m)Bhler層間溫度. (C)熱輸入(kJ/mm)若有必要,預熱溫度為 100C, (如特殊情形或接觸焊接開裂.)推薦參數的比較藥皮對雙相不銹鋼的V形聯結焊的沖擊功影響2030405060708090100110-60 -40 -20 0 +203G1G3G1G測試溫度 C沖擊功 Joule, ISO-VE堿性.E金紅石-堿性.母材: 1.4462保護氣: Ar + 20%CO2層間溫度IPT: 150C (300F)預熱: 100C (210F)焊接位置: 5G使用CN 22/9 PW-FD 1,2mm藥芯焊絲的管道坡口焊接V-形坡口聯結焊的沖擊功54RunLayerPF (3G)150C

9、NumberPositionIPT 藥芯焊絲 AWS E 2209 T1-4Diameter: 1,2 mmPlate: UNS S 31803/1.4492 46 - 30 - 20 0 +20 測試溫度 CAr + 18 % CO2100 % CO2沖擊功 (ISO-V) Joule100 90 80 70 60 50 40CN 22/9 PW-FD (FCAW藥芯焊絲) 15 mm V-形坡口聯結焊的沖擊功值 No.工藝AB擺動連續焊道分立焊道1打底 (GTAW)1,1-1,82第一填充 (GTAW)1,0-1,33第二填充(FCAW)1,58-1,614第三填充(FCAW)1,921,

10、10/1,245蓋面 (FCAW)1,621,27/1,15母材:1.4462 dia.240 mm管, 壁厚 15 mmFCAW:CN 22/9 PW-FD 1,2 mm; Corgon 18GTAW:CN 22/9 N-IG; 2,4 mm CN 22/9 PW-FD = E2209T1-4 5 G 焊接位置的管道焊接焊道順序測試溫度.C沖擊性能AV Joule ISO-VAB擺動連續焊道分立焊道+2062-63-6955-58-61-3054-55-5954-55-57-4748-50-59 (40)*49-53-56 (40)* *要求管道:1.4462 (d = 240 mm; s

11、= 15 mm)打底+第一填充層:CN 22/9 N-IG (GTAW)CN 22/9 PW-FD = E2209T1-4 5 G 焊接位置的管道焊接雙相鋼的埋弧焊SAW 避免不良焊道幾何外形 枝晶開裂(枝晶間薄弱點) 不形成磨菇形的最后焊道 有限稀釋結晶圖雙相鋼對接焊坡口處理如壁厚: 14 mm5050Speedcm/min2828Volt500 4,0 mm450 3,0 mmAmpsCN 22/9 N-UP/BB 202第一種情形31/32/36090雙相鋼對接焊坡口處理如壁厚: 14 mmCN 22/9 N-UP/BB 202AmpsVoltsSpeedcm/min 3,0 mm450

12、2850 4,0 mm5002850第二種情形500-550AmpsVolts50cm/min470雙相鋼對接焊坡口處理如壁厚: 14 mmCN 22/9 PW-FD + CN 22/9 N-UP/BB202/mm1st layerCN 22/9 PW-FD1,22nd layerCN 22/9 PW-FD1,23rd layerCN 22/9 N-UP resp.3,04,0第三種情形Ceramic Backing2904-8對接焊坡口處理和焊接參數:埋弧焊SAWKJ/cmcm/minvA803270021. wire DC/2. wire ACdistance of wires: 13 m

13、m8031600tandem2 x 3,2 or 3,0112-1755-603260022055-6032600113-16383045021938304001910-1250-5530-323202stick outmax. 30 mm11-1345-5030 -323203,011G;PA6remarksheatinputVsUsIsbeadno.positionfluxwireplatethicknessmmBase metal:1.4462Preheating:noneInterpass temp.:max. 200C60-70 xx21s = 6 16 mmx = 5 mm for

14、 s : 13 16 mmx = 2 mm for s : 6 12 mmuse grinding (ceramic wheels) for preparationCN 22/9 N-UPBB 202點蝕實驗: ASTM G 48/Meth. A (24 hrs)腐蝕速度與混合氣體的關系Corrosion rate (weight loss) in g/m.hr0,0250,031,031,052,3350,0180,0170,170,052,230 80 %)鐵素體晶粒中含Cr-氮化物母材成份: 4,75 % Ni/0,10 % N1 mm使用FOX CN 22/9 N焊材的管道對接焊接處的

15、結構改進的腐蝕晶相黑的腐蝕晶相組織: 奧氏體焊接區36 5 % (metallogr.) 熱影響區HAZ75 85 % max.鐵素體量:900 m40 m熔敷金屬TIG 重熔效果雙相鋼 1.4462/UNS S 31803根部重熔焊道鐵素體量: 80 % (平均)抗腐蝕性 和局部變形塑性100 m1500 m雙相不銹鋼 1.4462與碳鋼的異種鋼焊接 22Cr 9Ni 3 Mo N* 3 : 2209 特別注意NiCrFe-3309L (受限)若需焊后熱處理PWHT 23Cr 12 Ni 2 : 309 L 23Cr 12Ni 3Mo 1 : 309 MoLGrade AS 355 J2G3 (1.0570)說明可選焊材1.4462/UNS S 31803鋼rdstnd* 在高稀釋區域存在形成馬氏體的極高風險內容什么是雙相不銹鋼? 標準雙相不銹鋼的焊接材料和焊接工藝焊接聯結處的性能產品應用母材:UNS S 31803/1.446215-25mm焊材: CN22/9PW-FD (E2209T1-4