SAF2205-16MnR復(fù)合板的焊接工藝及接頭組織性能研究.pdf

1、雙相不銹鋼復(fù)合板具有優(yōu)異的力學(xué)性能和抗腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于石油化工、建筑、海洋工程等工業(yè)領(lǐng)域。由于復(fù)合板的覆層與基層之間的物化性質(zhì)的較大差異，使得該類(lèi)復(fù)合板在焊接過(guò)程中易出現(xiàn)覆層焊縫金屬被稀釋和焊接裂紋等缺陷，嚴(yán)重影響其在實(shí)際生產(chǎn)中的使用性能。為了獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭，通常采用在基層和覆層之間添加過(guò)渡層的方法，焊接過(guò)程中對(duì)復(fù)合板的基層、過(guò)渡層和覆層分別進(jìn)行焊接，其中對(duì)接頭過(guò)渡層的工藝控制和性能檢測(cè)是研究的重點(diǎn)。為此，本文采用三種焊接工藝（X

2、型坡口焊條電弧焊，X型開(kāi)槽坡口焊條電弧焊，X型坡口鎢極氬弧焊）分別對(duì)SAF2205/16MnR不銹鋼復(fù)合鋼板進(jìn)行試焊研究，其中接頭過(guò)渡層分為三大區(qū)域：覆層不銹鋼與過(guò)渡層焊縫熔合區(qū)（DSS-WM界面）、基層低合金鋼與過(guò)渡層焊縫熔合區(qū)（CS-WM界面）及過(guò)渡層焊縫區(qū)域。在對(duì)獲得接頭進(jìn)行力學(xué)性能測(cè)試及抗腐蝕性能評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)分析了過(guò)渡層各區(qū)域的顯微組織、物相結(jié)構(gòu)及化學(xué)成分變化。
　　 結(jié)果表明，焊接接頭均屬于等強(qiáng)度匹配接頭，其中焊

3、條電弧焊獲得接頭的抗拉強(qiáng)度大于氬弧焊所獲接頭，而其過(guò)渡層焊縫抗腐蝕性能卻稍差于氬弧焊所獲接頭的抗腐蝕性能。
　　 在接頭DSS-WM界面熔合區(qū)，元素線掃描結(jié)果表明，該區(qū)合金元素的含量與覆層母材的基本一致，尤其熔合區(qū)附近的 Cr 元素含量有所降低，但仍大于通常對(duì)接頭抗腐蝕性所要求的極限值（12.5％ Cr）。金相組織觀察顯示，此區(qū)域析出的奧氏體以不同形態(tài)如羽毛狀、碎枝晶、條塊狀等分布于鐵素體基體中，而在熱影響區(qū)內(nèi)（HAZ），鐵素體

4、含量明顯增多，但仍控制在所要求的范圍內(nèi)（35％~65％）；在接頭CS-WM界面熔合區(qū)，元素線掃描結(jié)果顯示，Cr、Ni 合金元素的含量呈現(xiàn)明顯的濃度分布變化，其中氬弧焊接頭合金元素在該區(qū)的分布發(fā)生了突變，表明合金元素的擴(kuò)散程度較小，故焊接過(guò)程對(duì)覆層焊縫的稀釋程度較小。金相組織觀察發(fā)現(xiàn)，三種工藝下所獲接頭在該區(qū)域存在一定程度的“碳遷移”現(xiàn)象，其中氬弧焊方法所獲接頭脫碳增碳現(xiàn)象略小；在接頭過(guò)渡層焊縫中（WM），雙相組織清晰可見(jiàn)且達(dá)到所要求的γ