2205双相不锈钢焊接加工工艺要点

在不锈钢加工工艺中，对2205双相不锈钢进行焊接加工是非常考验焊接技艺的，本文就来讲下此类不锈钢的焊接加工注意事项。

人们一般将第二代双相不锈钢称呼为标准双相不锈钢，其成分特点是超低碳、含氮，钢中的典型成分是22%铬、5%镍、0.17%氮，和第一代双相不锈钢相比，2205不锈钢提高了氮含量，增强在氯离子浓度较高的酸性介质中的耐应力腐蚀和抗点蚀性能。氮元素是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢中，不但可以提升强度且不会明显损伤不锈钢的塑韧性，还可抑制碳化物析出。

2205双相不锈钢的组织特点很显著。在温室下钢体固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数，兼有两相组织特征。其保有铁素体不锈钢导热系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点、还拥有奥氏体不锈钢韧性好、脆性转变温度较低、抗晶间腐蚀、力学性能和焊接性能好的优点。

另外性能表现也很突出。屈服强度和耐应力腐蚀、双相不锈钢比奥氏体不锈钢的屈服强度高近1倍，同样的压力等级条件下，能有效节省材料。比奥氏体不锈钢的线性热膨胀系数低，接近低碳钢。因此双相不锈钢适于和碳钢连接一起，其工程意义巨大。但锻压及冷冲成型不如奥氏体不锈钢。

双相不锈钢2205的焊接性良好，焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性均较小。一般在焊前无需预热，且焊后不热处理。因为氮含量较高，热影响区的单相铁素体化倾向较小，当焊接材料选择合理，焊接线能量控制当时，焊接头具有良好的综合性能。

2205双相不锈钢的热裂纹敏感性远低于奥氏体不锈钢。这是因为含镍量不高，容易形成低熔点共晶的杂质极少，不易产生低熔点液膜。另外，晶粒在高温下没有急剧长大的危险。

另外双相不锈钢焊接加工主要问题并不在焊缝，而是在热影响区。由于在焊接热循环作用下，热影响区处于快冷非平衡态，冷却后总是保留多些的铁素体，这提高了腐蚀倾向和氢致裂纹（脆性）敏感性。

在对双相不锈钢焊接加工时中，在热循环的作用下，焊缝金属和热影响区的组织发生着一系列的变化。在高温下，所有的双相不锈钢的金相组织全部由铁素体组织，奥氏体是在冷却过程中析出的。奥氏体析出的多少受诸多因素的影响。

双相不锈钢焊接头的力学性能和耐腐蚀性能受到焊接接头能否保持适当的相比例影响，所以焊接是围绕如何保证其双相组织进行的。当铁素体和奥氏体量各接近50%时，性能较好，接近母材的性能。如果这个关系发生改变，应付降低双相不锈钢焊接接头的耐蚀性能和力学性能。双相不锈钢2205铁素体含量的最佳45%，过低的铁素体含量小于25%将导致强度和抗应力腐蚀开裂能力下降;过高的铁素体含量大于75%也会有损于耐腐蚀性和降低冲击韧性。

不锈钢焊接头相的比例影响因素主要是取决于焊接接头中铁素体和奥氏体的平衡关系，既受到钢中合金元素含量的影响，又受到填充金属、焊接热循环、保护气体的影响。

双相不锈钢焊接的最大特点是焊接热循环对焊接接头内的组织有影响，无论焊缝还是热影响区都会发生相变，这会很大程度上影响焊接接头的性能。所以多层多道焊是有益的，后续焊道对前层焊道有热处理作用，焊缝金属中的铁素体进一步转变为奥氏体，成为以奥氏体占优势的两相组织；毗邻焊缝的热影响区中的奥氏体相也相应增多，且能细化铁素体晶粒，减少碳化物和氮化物从晶内和晶界析出，从而使整个焊接接头的组织个性能显著改善。

焊接工艺数就是焊接线能量对双相组织的平衡也起着关键的作用。因为双相不锈钢在高温下是100% 的铁素体若线能量过小，热影响区冷却速度快，奥氏体来不及析出，过量的铁素体就会在温室下过冷保持下来。若线能量过大，冷却速度太慢，虽然可以获得足量的奥氏体，但也会引起热影响区的铁素体晶粒长大以及σ相等有害金属相的析出，导致形成接头脆化。 为了防止这种情况的发生，最优的措施是控制焊接线能量和层间温度，且要采用填充金属。