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2205双相不锈钢复合板焊接工艺1、材料特性1.1 2205双相不锈钢成分特点2205双相不锈钢（00Cr22Ni5Mo3N）是中合金双相不锈钢的代表品种，组织中铁素体和奥氏体各约占50%，其成分特点是超低碳、含氮，氮是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢中，既提高钢的强度且不损伤钢的塑韧性，又增强了其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。
由于其具有良好的耐腐蚀性能、力学性能、加工性能和焊接性能，广泛应用于石油和天然气工业、化学和石化加工工业、化肥工业、运输业、造纸和制盐轻工业等。
1.2 2205/Q235B双相不锈钢复合板的生产机制及特点2205/Q235B双相不锈钢复合板材料是采用基材Q235B和复材2205不锈钢爆炸焊接而成。
爆炸焊接生产复合板以炸药为能源介质，利用爆炸产生的冲击波推动复板向基板运动，在排出间隙中气体的同时通过撞击，在接触界面上发生薄层金属的塑形变形、融化和原子间的扩散，从而使金属板之间焊合。
大量的研究以及成熟的生产工艺都表明，复合板各元素在界面附近为梯度过渡，呈渐进分布，复合板基材/复材界面区域形成牢固的冶金结合过渡区。
达到在不降低使用效果（防腐性能、机械强度等）的前提下节约资源、降低成本的效果。
2、焊接性2.1复材的焊接2205双相钢钢为超低碳的奥氏体-铁素体不锈钢，在通过固溶处理后具有良好的韧性、强度和焊接性，由于该钢Cr当量与Ni当量比值适当，在高温加热后仍保留有较大量的一次奥氏体组织，又可使二次奥氏体组织在冷却中生成，使钢中的奥氏体相总量不低于30%～40%，因而使钢具有良好的耐腐蚀性能；因母材中含有较高的N，焊接近缝区不会形成单相铁素体区，奥氏体含量一般不低于30%。
双相不锈钢2205具有良好的焊接性，焊接冷裂纹和热裂纹的敏感性都较小。
通常焊前不预热，焊后不热处理。
2.2过渡层的焊接2205/Q235B复合板焊接过渡层时，由于其符合界面成分复杂，要在保证熔合良好的前提下，尽量减少基材金属的熔入量，即降低熔合比。
2205双相钢的焊接工艺规程为了取得良好的焊接质量,焊接人员应掌握双相钢的焊接特点和往意事项另外从腐蚀的角度来看,焊接接头总是不锈铜结构的最薄弱环节,实际上管通最挤的耐蚀水平是由焊工决定的,为了尽可能的取得良好的结果,焊接操作过程应当遵守一些基本规则。
总结出的SAF2205 DSS一些关键技术如下1)焊前准备采用机加工制备试板坡口,用不锈钢专用砂轮片打磨坡口及坡口两侧各30mm范围,并用丙酮清洗,以除去氧化膜、油污。
2)焊接方法一般的焊接方法,如焊条电弧焊、钨极氯弧焊和熔化极气体保护焊理弧焊等,都可用于双相不锈钢的焊接,焊条电弧焊时最常用的焊接工艺方法,其特点灵活方便,并可实现全位置焊接,因此焊条电弧焊时焊接修复的常用工艺方法。
钨极弧焊的特点时焊接质量优良,自动化的焊接效率也较高,因此广泛用于管通的封底焊维及薄壁管道的焊接,钨模弧焊的保护气体通常采用纯x,当进行管通封底焊时,应采用Ax+2解:或Ar+5保护气体,同时还应采用纯Ar威高纯N进行焊背面保护,以防止根部焊道的铁索体化,熔化极气体保护焊的特点时较高的数效车,即可采用较灵话的半自动焊,也可实现自动焊3)焊材的选择对于焊条电弧焊,积据耐腐蚀性,接头韧性的要求即焊按位置,可选用酸性或碱性焊条,采用酸性焊条时,脱渣优良,焊缠光清,接头成形美观,但是焊醇金属的冲击性较低,于此同时,为了防止焊接气孔及焊接氢致纹雷严格控制焊条中的含氢量,当要求焊金属具有较高的神击度,并需进行全位置焊按时,应采用碱性焊条,另外,在根部封底焊时,通常采用碱性焊条当对焊金属的耐剧性性能有特殊要求时,证应采用超级双相钢成分的碱性焊条对于实芯气体保护焊焊丝,在保证焊接金属具有良好的耐腐蚀性与力学性能的同时,还应往意其焊接工艺性能,对于药芯焊丝,当暨求焊光滑,接头成形美观时,可采用金红石型或位一钙型药芯焊丝,当要求较高的神击度或在较大的构束条件下焊接时,直采用碱度较高的药芯焊丝,对于埋强焊焊丝,宜采用直径较小的缉丝,实现中小焊接现范下的多层多通焊,以筋止焊接热影响区的化。
焊接工艺在焊接工艺评定的基础上，母液桶的制安正式开始。
施工程序如下：4.1选择焊接方式及焊接材料，见下表：注：以上适用于所有焊缝。
焊接材料入库时，应仔细核对合格证、质量证明书，符合相应标准后才能投入使用。
将焊材存放在干燥、通风良好、温度>5℃，且空气相对湿度<60%的库房内；设置焊材二级库，并由保管员专门负责焊材的保管、烘烤、发放和回收，并做好各种记录；焊条使用前按说明书的要求进行烘烤，然后存放到100～150℃恒温箱里随用随取；焊条使用超过4小时应重新烘烤，并且重复烘烤不得超过两次；焊工凭焊接技术员签发的领料单领取焊材。
4.2坡口加工（坡口样式见表3.3）现场复材面和过渡层都采用等离子弧切割方法开制坡口，并用磨光机进行修磨。
应避免将切割熔渣溅落在母材表面上，坡口表面应平整、光洁。
基层采用板式坡口机。
4.3焊前清理焊前应采用机械方法及有机溶剂，将焊接坡口内外两侧至少各20mm范围内的油、漆、锈、垢、毛刺、氧化膜等清除干净，且坡口表面不得有裂纹、夹层等缺陷；多层多道焊时，必须清除前道焊缝表面的熔渣和缺陷等。
为防止焊接飞溅物污染不锈钢表面，应在坡口两侧各100mm范围内涂上石灰水。
4.4组对为避免增加内应力和产生应力集中，内外壁应尽量平齐，其内壁错边量不宜超过壁厚的10%，且不大于0.5mm；不得对焊接接头进行加热校正，不得用强力对口。
厚度相同（基材与复材厚度均相同）的不锈钢复合钢板焊件的装配，应以复材表面为基准。
厚度不同（或复材厚度不同，或基材厚度不同，或两者均不同）的不锈钢复合钢板焊件的装配基准，按设计图样的规定执行。
4.5定位焊定位焊缝只允许焊在基层母材上，且应由持证焊工承担。
若发现定位焊缝出现裂纹或其它不允许存在的缺陷时，应予铲除，并移位再焊。
4.6正式焊接1）焊接规范参数见表3.4：采用磨光机进行清根，层间温度<100℃。
2）焊接顺序：基层——过渡层——复层。
焊接复层前应用磨光机清根，深度2mm。
2205双相钢焊接工艺引言：2205双相钢是一种具有优异耐蚀性和高强度的材料，广泛应用于海洋工程、化工设备、石油和天然气工业等领域。
而焊接作为连接2205双相钢的关键工艺，其质量直接影响到结构的可靠性和使用寿命。
因此，研究和优化2205双相钢焊接工艺具有重要意义。
一、2205双相钢的特性2205双相钢是一种由奥氏体和铁素体组成的双相不锈钢。
奥氏体具有良好的延展性和塑性，而铁素体则具有较高的强度和耐蚀性。
2205双相钢的独特组织结构赋予了其较高的屈服强度和抗应力腐蚀性能。
二、2205双相钢焊接工艺的研究现状针对2205双相钢的焊接工艺研究已取得了一定的进展。
主要包括焊接参数的优化、焊接热循环对组织和性能的影响等方面。
通过研究，可以得到合适的焊接工艺参数，保证焊接接头的质量。
三、2205双相钢焊接工艺的影响因素1. 焊接电流和电压：电流和电压是影响焊接过程中电弧稳定性和熔深的重要参数。
合理选择电流和电压可以控制热输入和熔深，从而确保焊接接头的性能。
2. 焊接速度：焊接速度对焊缝形态和组织性能有重要影响。
过快的焊接速度会导致焊缝不完全熔透，从而影响接头的强度和耐蚀性。
3. 焊接气体保护：选择合适的保护气体可以有效避免氧化和夹杂物的产生，提高焊缝的质量。
4. 间隙控制：合理控制焊接接头间隙可以避免焊缝的过量加热和裂纹的产生，提高焊接接头的强度和耐蚀性。
四、2205双相钢焊接工艺的优化方法1. 焊接参数优化：通过实验和数值模拟相结合的方法，确定合理的焊接参数，以获得最佳的焊接接头质量。
2. 焊接热循环控制：通过控制焊接过程中的热输入和冷却速率，调控组织的形成和相变行为，提高焊接接头的性能。
3. 接头准备：保证接头的几何形状和表面质量，预防焊接缺陷的产生。
4. 焊接序列：合理安排焊接序列，避免热输入集中和应力集中，减少裂纹和变形的发生。
五、2205双相钢焊接工艺的应用展望随着2205双相钢在工程领域的广泛应用，对其焊接工艺的研究和优化将会得到更多的关注。
2205不锈钢的焊接工艺2205不锈钢是一种新型的不锈钢材料，因为它所具有的优异的性能而被广大用户所喜爱，它在应用领域上不断地摸索前进，使得已经在其同行业有了一定的地位，既如此，它的质量问题就成为了我们比较关注的问题，质量问题的考量可以从两面入手，一个是其材质问题，另一个就是其焊接工艺方面，那么今天阐述一下其焊接有哪些工艺。
1）焊前准备采用机加工制备试板坡口，用不锈钢专用砂轮片打磨坡口及坡口两侧各30mm范围，并用丙酮清洗，以除去氧化膜、油污。
2）焊接方法一般的焊接方法，如焊条电弧焊、钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊埋弧焊等，都可用于双相不锈钢的焊接。
3）焊材的选择对于焊条电弧焊，根据耐腐蚀性，接头韧性的要求即焊接位置，可选用酸性或碱性焊条。
4）焊接工艺参数的选择焊接线能量太大或太小都不好，一般控制在0.5～2.5kJ/cm范围，其具体大小要根据焊件厚度选择。
5）焊接熔池及背面的保护气体保护焊时保护气体中加氮可以提高焊缝的耐蚀性。
有效的背面气体保护是保证焊接质量的前提，保护气体的纯度应满足工艺要求，应采取有效的背面保护工装，开始焊接时要对焊缝背面的氧含量进行检测，满足工艺要求后才能开始焊接。
6）定位焊缝定位焊缝焊接时，如果长度过短，焊接未建立起平衡过程即结束，焊缝冷却会很快，可能导致铁素体含量过高、低韧性并因氮化物析出而降低耐腐蚀性能。
因此，如采用定位焊，对定位焊缝的最短长度应进行规定，且应采用较大热输入规范参数。
7）焊接过程材料的保护材料表面的弧击和起弧，是一个瞬间的高温过程，冷却速度很快，表面显微组织中铁素体含量很高，这种组织对裂纹和腐蚀很敏感，应尽力避免，如果产生必须用细砂轮打磨去除。
现场焊接过程中材料的保护非常重要，应避免碳钢、铜、低熔点金属或其它杂质对不锈钢的污染，可能情况下，不锈钢和碳钢管应分开存放和焊接。
焊接和切割过程中应采取措施防止飞溅、弧击、渗碳、局部过热等。
以上简单的介绍不知道您了解了没有，焊接工艺的要求还得需要焊接人员具有更加专业的焊接经验和知识才可以，在焊接的过程中，一定要对每个方面都要特别关注，以免在焊接中出现不必要的问题。
2205双相不锈钢的焊接不锈钢焊接易出现的缺陷：焊缝区的腐蚀：为防止其发生晶间腐蚀，首先要控制焊缝金属的化学成分。
主要是降低含碳量和添加足够的TI或NB；其次是控制焊缝隙的组织状态——即金相组织。
敏化区腐蚀：是指热影响区是峰值温度处于敏化温度区间内所发生的腐蚀。
刀状腐蚀：只出现在TI或NB类18-8的焊接接头中，并一定是发生器在紧邻焊缝过热区中。
焊接采取的措施：1.合理的选用焊材。
2.控制焊接的输入热能。
3.调整焊接程序。
4.缩短焊接电弧（焊接时尽量不要摆动防止合金元素烧损）5.合理调整焊缝位置在制定焊接参数时要考虑保证输入热在600~18000J/cm内，输入热的计算（J/cm）=电流（A）*电压（V）/焊接速度（cm/min）焊接层数焊条牌号规格D/mm电流I/A电压U/V速度Vcm/min极性1AVESTA2205AC/DC 3.2100~11023~259~11直流反接2AVESTA2205AC/DC 3.2100~11023~259~11直流反接清根AVESTA2205AC/DC 3.2100~11023~259~11直流反接根据标准节点法（ASTME562）对焊缝及执热影响区进行α相数测定。
焊接A体不锈钢与双相不锈钢的区别：不同点：焊接A不锈钢时要适当增加δ相的数量：打乱A的柱状结晶方向，从而避免产生贫Cr区贯穿于晶粒之间；δ相富Cr，而Cr在δ相中容易扩散，碳化铬在δ相内部边缘沉淀，由于供Cr条件好，不会在A晶粒间形成贫Cr层。
所以增加δ相有利于提高焊缝的抗晶间腐蚀能力。
在焊接双相不锈钢时要控制δ相的数量：由于双相不锈钢中δ相较多，如不控制其含量则会产生σ相脆化现象和δ相选择性腐蚀。
不锈钢焊接后：热影响区会出现敏化腐蚀，要控制输入热量，故最后一道焊缝要求焊接输入量要小、且安排在不与介质接触的一面。
双相不锈钢焊接后：要防止晶粒粗化和单相铁素体化。
故最后一道焊缝为了防止晶粒粗化及单相铁素体化，安排在与介质接触的一面。
2205双相不锈钢焊接1、初步焊接试验为了了解2205双相不锈钢的性能特点，进行了初步焊接试验，对拟采用的GTAW方法打底、SMA W填充并盖面组合焊接方法焊接接头的理化性能进行测试，初步掌握其力学性能水平，同时对这两种焊接方法的工艺性能进行了解，为制定管道现场焊接工艺方案提供依据。
1.1 试验材料试验母材为瑞典Avesta公司生产的12mm板材，焊材为英国曼彻特公司生产的2205双相不锈钢配套焊材ULTRAMET 2205包括氩弧焊焊丝和手弧焊焊条。
1.2 试验过程及结果对试件加工单面V型坡口，坡口角度65°，钝边尺寸0.5～1.0mm，焊前用丙酮对剖口及其两侧进行清洗，然后进行焊接，焊条在焊前进行了烘干处理，试样、焊接记录已给管材所提供。
1.3 试验结论通过试验可以得出如下初步结论：（1）采用的GTA W方法打底、SMA W填充并盖面组合焊接方法得到的焊接接头的强度、塑性、硬度良好，铁素体含量适中（按WRC图计算），韧性不高，略高于ASTM A923要求的34J；（2）化学成分中抗点蚀元素含量较低，与母材不匹配，尤其是N含量较低。
（3）采用的GTA W方法打底、SMAW填充并盖面组合焊接方法，焊接及背面采用纯氩保护，焊接工艺良好，焊缝背面成型质量好，酸性焊条的电弧稳定、脱渣性良好，无气孔产生，这种组合方法可以在管道施工中应用。
（4）采用的GTA W方法打底、SMA W填充并盖面组合焊接方法，如果背面不加气体保护，焊缝背面严重氧化、焊缝金属表面发渣，成型很差。
可见，采用GTAW打底焊，如果背面不采取气体保护，或者保护效果不良，焊缝成型很差，焊缝及热影响区氧化严重，将严重影响其耐蚀性，背面气体有效保护的实施是2205双相不锈钢管道焊接质量的关键。
（5）采用SMAW打底＋SMA W盖面工艺，如果背面不加气体保护，成型较好，但焊缝背面氧化也比较严重。
通过点蚀试验证明，这种氧化色对焊接接头的抗点蚀性能没影响，对背面确实无法通气保护的收口焊缝和焊缝返修可以考虑使用该工艺。
2205不锈钢的焊接工艺2205不锈钢是一种新型的不锈钢材料，因为它所具有的优异的性能而被广大用户所喜爱，它在应用领域上不断地摸索前进，使得已经在其同行业有了一定的地位，既如此，它的质量问题就成为了我们比较关注的问题，质量问题的考量可以从两面入手，一个是其材质问题，另一个就是其焊接工艺方面，那么今天阐述一下其焊接有哪些工艺。
1）焊前准备采用机加工制备试板坡口，用不锈钢专用砂轮片打磨坡口及坡口两侧各30mm范围，并用丙酮清洗，以除去氧化膜、油污。
2）焊接方法一般的焊接方法，如焊条电弧焊、钨极氩弧焊和熔化极气体保护焊埋弧焊等，都可用于双相不锈钢的焊接。
3）焊材的选择对于焊条电弧焊，根据耐腐蚀性，接头韧性的要求即焊接位置，可选用酸性或碱性焊条。
4）焊接工艺参数的选择焊接线能量太大或太小都不好，一般控制在0.5～2.5 kJ/cm范围，其具体大小要根据焊件厚度选择。
5）焊接熔池及背面的保护气体保护焊时保护气体中加氮可以提高焊缝的耐蚀性。
有效的背面气体保护是保证焊接质量的前提，保护气体的纯度应满足工艺要求，应采取有效的背面保护工装，开始焊接时要对焊缝背面的氧含量进行检测，满足工艺要求后才能开始焊接。
6）定位焊缝定位焊缝焊接时，如果长度过短，焊接未建立起平衡过程即结束，焊缝冷却会很快，可能导致铁素体含量过高、低韧性并因氮化物析出而降低耐腐蚀性能。
因此，如采用定位焊，对定位焊缝的最短长度应进行规定，且应采用较大热输入规范参数。
7）焊接过程材料的保护材料表面的弧击和起弧，是一个瞬间的高温过程，冷却速度很快，表面显微组织中铁素体含量很高，这种组织对裂纹和腐蚀很敏感，应尽力避免，如果产生必须用细砂轮打磨去除。
现场焊接过程中材料的保护非常重要，应避免碳钢、铜、低熔点金属或其它杂质对不锈钢的污染，可能情况下，不锈钢和碳钢管应分开存放和焊接。
焊接和切割过程中应采取措施防止飞溅、弧击、渗碳、局部过热等。
以上简单的介绍不知道您了解了没有，焊接工艺的要求还得需要焊接人员具有更加专业的焊接经验和知识才可以，在焊接的过程中，一定要对每个方面都要特别关注，以免在焊接中出现不必要的问题。
摘要：本文分析了2205双相不锈钢的材料特性和焊接性，施工前对该种材质的板材进行了焊接工艺评定，确定了其焊接工艺。
在实际施焊过程中，通过严格执行焊接工艺，既保证了焊接质量，又提高了焊接效率，满足了设计、规范和建设单位要求。
关键词：2205 双相不锈钢焊接工艺铁素体前言2009年，第八工程公司在广东河源电厂脱硫废水深度处理安装工程施工过程中，遇到了2205循环管的组对焊接。
该循环管主体材质为2205/Q235-B，为便于现场焊接，建设单位要求设计人员将接头处的材质改为纯2205，因此现场施工中只涉及到纯2205的焊接。
该工程为全国首套脱硫废水深度处理项目，最终目的是实现含盐废水零排放，具有极大的示范意义；安装工程的施工效果，直接关系着我单位的声誉和后续工程的承接，其中循环管的安装和组对焊接，在施工中属于核心技术之一。
因2205材质的焊接在我公司不多见，为保证焊接质量，特别对2205双相钢的焊接工艺进行了研究，下面介绍一下。
1．材料特性1.1 成分特点奥氏体－铁素体不锈钢，简称双相不锈钢。
双相钢广泛应用于石油和天然气工业、化学和石化加工工业、化肥工业、运输业、造纸和制盐轻工业等。
第二代双相不锈钢一般称为标准双相不锈钢,成分特点是超低碳、含氮,其典型成分为22%Cr+5%Ni+0.17%N。
与第一代双相不锈钢相比，2205进一步提高氮含量,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。
氮是强烈的奥氏体形成元素,加入到双相不锈钢中,既提高钢的强度且不显著损伤钢的塑韧性,又能抑制碳化物析出和延缓σ相形成。
1.2 组织特点双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数(2205铁素体含量应为30%～55%,典型值是45%左右),兼有两相组织特征。
它保留了铁素体不锈钢导热系数大、线膨胀系数小、耐点蚀、缝隙及氯化物应力腐蚀的特点；又具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。
2205+Q235B不锈钢复合板的焊接工艺规程一、焊接工艺的选择1、覆层焊接工艺的选择双相不锈钢2205 具有良好的焊接性，但双相不锈钢2205 中具有较高的铁素体，当拘束度较大及焊缝金属含氢量较高时，存在焊接氢致裂纹的危险，因此，焊接材料选择与焊接过程中应严格控制氢的来源，选用钨极惰性气体保护焊的方法进行双相不锈钢2205 的焊接，其特点是焊接质量优良。
为了平衡焊缝金属中的相比例，应选择比母材2205 具有更高奥氏体形成元素的填充材料，通常是增加焊丝中Ni 和N 的含量，因此，根据母材2205 的化学成分，确定选用ER2209 焊丝，直径2.0mm。
双相不锈钢复板2205和焊丝ER2209化学成分见表1。
2、基层焊接工艺的选择基层材料为Q235B,焊接方式及焊材可选用多种方式，如选用焊条 J422 或J427，埋弧焊焊丝 H08A 焊剂 HJ431，氩弧焊：焊丝H08Mn2Si，CO2保护焊H08Mn2Si。
焊接基层焊道不得触及和熔化复材，先焊基材时，其焊道根部或表面，应距复合界面1-2mm。
焊缝余高应符合有关标准的规定。
3、坡口形式及尺寸的选择由于填充材料ER2209 具有更高的奥氏体形成元素含量，对优化焊缝金属中的奥氏体、铁素体的比例起着很大作用，因此应保证焊缝金属中的填充材料比例尽可能高，减少熔合比，并考虑到加工的便利及厚度较薄（2+6mm），建议采用采用V 型坡口，接头的坡口角度和间隙需较大些，无钝边，坡口形式及尺寸见表2。
坡口加工一般采用机械方法制成。
若采用等离子切割、气割等方法开制坡口，则必须去除复材表面的氧化层，加工完的坡口要进行外观检查，不得有裂纹和分层，否则应进行修补。
二、焊接操作规范（一）焊前准备1、下料1.1划线应在清洁的木板或光洁的平台上进行，加工过程中不能去除的复合钢板材料表面严禁用钢针划线或打冲印。
1.2下料时，应将不锈钢复合钢板原材料移至专用场地用等离子切割或机械切割方法下料。
1 绪论随着工业技术的日益发展，一般奥氏体不锈钢难以满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。
为此，冶金工作者进行了大量研究，研制出奥氏体—铁素体型不锈钢，即双相不锈钢。
传统的奥氏体不锈钢在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足，尤其是应力腐蚀引起的断裂，其危害性极大。
双相不锈钢是近二十年来开发的新钢种。
通过正确控制各合金元素比例和热处理工艺使其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％，从而将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。
所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。
在含C较低的情况下，Cr含量在18%-28%，Ni含量在3%-10%。
有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。
上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢（3RE60、Uranus50等），但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后，其发展经历了3代历程。
1.1 我国双相不锈钢的应用双相不锈钢是根据石油化工中强酸强碱造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象，一般不锈钢难以胜任的容器、管道以及零部件等而研制的，但由于双相不锈钢除具有很强的各类抗腐蚀性能之外，还具有很好的强度和韧性，为此，在一般民用工程和能源交通方面也逐步得到越来越多的应用，如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。
2205双相不锈钢的性能及焊接工艺发表时间：2020-06-01T11:28:36.413Z 来源：《电力设备》2020年第4期作者：辛国庆[导读] 一、2205双相不锈钢简介（中国能源建设集团东北电力第一工程公司有限公司）一、2205双相不锈钢简介1.1 2205双相不锈钢理化性能简介双相不锈钢2205是第二代双相不锈钢，也称为标准双相不锈钢，成分特点是超低碳、含氮。
2205双相不锈钢是目前应用最为普遍的双相不锈钢，该钢具有高强度、高抗疲劳强度、低温韧性、耐孔腐蚀性、对应力裂纹不敏感等优点，广泛应用于海洋工程、化学工程领域的大型容器、管道。
2205双相不锈钢与奥氏体不锈钢相比具有较好的力学性能、耐蚀性及价格优势。
菲律宾马利万斯电厂的海水淡化系统管道采用的就是2205双相不锈钢。
1.2 2205双相不锈钢化学成分2205双相不锈钢与最初的双相不锈钢相比，进一步提高氮的含量，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腐蚀性能。
氮是强烈的奥氏体形成元素，加入到双相不锈钢钟，既提高钢的强度且不明显损伤钢的韧性，又能延缓和抑制碳化物的析出，使其焊接性能得到了大大的改善。
1.3 2205双相不锈钢的组织特点2205双相不锈钢在室温下固溶体中奥氏体和铁素体约各占半数，兼有两相组织特征。
它保留了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、又具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。
1.4影响焊接性因素分析（1）冷却速度的影响2205双相不锈钢在正常供货状态下大约具有50”％的铁素体和大约50％的奥氏体，但经过焊接后，接头刚凝固时的组织为单相铁素体，奥氏体是在接头温度低于1300℃后由铁素体逆变为奥氏体产生的。
它的数量除了与化学成份有关外，主要取决于冷却速度，冷却速度对γ相数量影响很大(见图1)，快速冷却焊缝的组织中α相的比例可能会超过80％，致焊缝韧性下降，氢脆敏感性增加。
2205双相不锈钢的焊接工艺规程1 绪论随着工业技术的日益发展，一般奥氏体不锈钢难以满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。
为此，冶金工作者进行了大量研究，研制出奥氏体—铁素体型不锈钢，即双相不锈钢。
传统的奥氏体不锈钢在晶间腐蚀、应力腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀等局部腐蚀方面的抗力不足，尤其是应力腐蚀引起的断裂，其危害性极大。
双相不锈钢是近二十年来开发的新钢种。
通过正确控制各合金元素比例和热处理工艺使其固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％，从而将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点。
所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相约各占一半，一般量少相的含量也需要达到30%。
在含C较低的情况下，Cr含量在18%-28%，Ni含量在3%-10%。
有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，正是这些优越的性能使双相不锈钢作为可焊接的结构材料发展迅速，80年代以来已成为和马氏体型、奥氏体型和铁素体型不锈钢并列的一个钢类。
上世纪30年代就已在瑞典的试验室中研制出双相不锈钢（3RE60、Uranus50等），但是双相不锈钢真正产业化还是在上世纪60年代以后，其发展经历了3代历程。
1.1 我国双相不锈钢的应用双相不锈钢是根据石油化工中强酸强碱造成的局部点蚀、应力腐蚀以及孔穴式腐蚀现象，一般不锈钢难以胜任的容器、管道以及零部件等而研制的，但由于双相不锈钢除具有很强的各类抗腐蚀性能之外，还具有很好的强度和韧性，为此，在一般民用工程和能源交通方面也逐步得到越来越多的应用，如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。
为了取得良好的焊接质量,焊接人员应掌握双相钢的焊接特点和往意事项另外从腐蚀的角度来看,焊接接头总是不锈铜结构的最薄弱环节,实际上管通最挤的耐蚀水平是由焊工决定的,为了尽可能的取得良好的结果,焊接操作过程应当遵守一些基本规则。
总结出的SAF2205 DSS一些关键技术如下1)焊前准备采用机加工制备试板坡口,用不锈钢专用砂轮片打磨坡口及坡口两侧各30mm范围,并用丙酮清洗,以除去氧化膜、油污。
2)焊接方法一般的焊接方法,如焊条电弧焊、钨极氯弧焊和熔化极气体保护焊理弧焊等,都可用于双相不锈钢的焊接,焊条电弧焊时最常用的焊接工艺方法,其特点灵活方便,并可实现全位置焊接,因此焊条电弧焊时焊接修复的常用工艺方法。
钨极弧焊的特点时焊接质量优良,自动化的焊接效率也较高,因此广泛用于管通的封底焊维及薄壁管道的焊接,钨模弧焊的保护气体通常采用纯x,当进行管通封底焊时,应采用Ax+2解:或Ar+5保护气体,同时还应采用纯Ar威高纯N进行焊背面保护,以防止根部焊道的铁索体化,熔化极气体保护焊的特点时较高的数效车,即可采用较灵话的半自动焊,也可实现自动焊3)焊材的选择对于焊条电弧焊,积据耐腐蚀性,接头韧性的要求即焊按位置,可选用酸性或碱性焊条,采用酸性焊条时,脱渣优良,焊缠光清,接头成形美观,但是焊醇金属的冲击性较低,于此同时,为了防止焊接气孔及焊接氢致纹雷严格控制焊条中的含氢量,当要求焊金属具有较高的神击度,并需进行全位置焊按时,应采用碱性焊条,另外,在根部封底焊时,通常采用碱性焊条当对焊金属的耐剧性性能有特殊要求时,证应采用超级双相钢成分的碱性焊条对于实芯气体保护焊焊丝,在保证焊接金属具有良好的耐腐蚀性与力学性能的同时,还应往意其焊接工艺性能,对于药芯焊丝,当暨求焊光滑,接头成形美观时,可采用金红石型或位一钙型药芯焊丝,当要求较高的神击度或在较大的构束条件下焊接时,直采用碱度较高的药芯焊丝,对于埋强焊焊丝,宜采用直径较小的缉丝,实现中小焊接现范下的多层多通焊,以筋止焊接热影响区的化。
双相不锈钢2205的焊接工艺摘要：近年来铁素体-奥氏体双相不锈钢的应用不断拓展，与传统的奥氏体不锈钢相比，铁素体-奥氏体双相不锈钢既拥有优良的耐腐蚀性能又拥有良好的力学性能，在性能方面具有较为明显的优势。
针对某海水淡化装置项目应用的双相不锈钢2205板材，选定了适用的焊接材料E2209-16，并对其焊接工艺特点进行了分析，最后通过焊接工艺试验进行了有效的验证。
关键词：双相不锈钢；2205；奥氏体不锈钢；焊接；焊接工艺评定引言：铁素体-奥氏体双相不锈钢的室温微观组织含有大约一半铁素体组织和一半奥氏体组织，因此既拥有优良的耐腐蚀性能又拥有良好的力学性能，作为一种焊接性能优异的不锈钢材料，自上世纪八十年代以来得以迅速开发和不断应用。
2205是当前应用较为广泛的一种双相不锈钢，烟气脱硫、海水淡化、建筑施工等诸多领域替代奥氏体不锈钢[1]。
一、性能优势某海水淡化装置项目按照美国标准进行设计和建造，相关部件需要大量使用不锈钢材料，其中与海水接触的水箱部件采用ASTM A240 2205双相不锈钢板拼接焊制而成。
将同样采用ASTM A240标准的双相不锈钢板2205与奥氏体不锈钢板304L、316L的化学成分列于表1当中。
运用ASTM A240采纳的耐点蚀当量计算公式可对其耐腐蚀能力进行对比。
按照耐点蚀当量PRE=Cr%+3.3×Mo%+16×N%，表1种的名义化学成分取中间值计算可知，2205通过添加Mo元素，增加N元素含量，增强了耐点蚀性能，PRE值远超304L和316L，可应用于更为苛刻的腐蚀环境。
与此同时，304L和316L的抗拉强度和屈服强度均为485 MPa和170 MPa，而2205的抗拉强度和屈服强度分别为655MPa和450MPa，在相同的强度要求下，可以采用较薄的壁厚设计。
表1 2205与奥氏体不锈钢化学成分和PRE对比二、焊材选择在水箱部件拼接焊制的过程中，需要对双相不锈钢2205板材进行焊接，并且存在双相不锈钢2205板材与奥氏体不锈钢316L板材之间的焊接接头。
2205双相不锈钢的焊接工艺规程双相不锈钢的焊接工艺规程随着工业技术的不断发展，奥氏体不锈钢已经不能满足应力腐蚀、点腐蚀和缝隙隧洞式腐蚀的要求。
为此，冶金工作者研制出了双相不锈钢，它将奥氏体不锈钢所具有的优良韧性和焊接性与铁素体不锈钢所具有的较高强度和耐氯化物应力腐蚀性能结合在一起，成为一种可焊接的结构材料。
双相不锈钢的固溶组织中铁素体相和奥氏体相各约占50％，一般量少相的含量也需要达到30%。
在含C较低的情况下，Cr含量在18%-28%，Ni含量在3%-10%。
有些钢还含有Mo、Cu、Nb、Ti，N等合金元素。
该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。
与奥氏体不锈钢相比，强度高且耐晶间副食和耐氯化物应力腐蚀有明显提高。
双相不锈钢具有优良的耐孔蚀性能，也是一种节镍不锈钢。
双相不锈钢的应用范围不断扩大，除了在石油化工领域中用于、管道和零部件等，还在一般民用工程和能源交通方面得到广泛应用，如桥梁、飞机、船舶、汽车以及沿海城市和化工区的装饰建筑等。
双相不锈钢的发展经历了三代历程，我国的应用也在逐步增加。
在正确控制化学成分和热处理工艺的基础上，双相不锈钢的焊接工艺规程也得到了不断完善。
1.1.1 石油和天然气工业石油和天然气工业是国外应用双相不锈钢的主要领域之一，目前已铺设了1000公里的油气输送管线。
国内只有南海油田少量使用，且全部进口。
另外，西气东输工程在考虑使用双相不锈钢焊管作为集气管线，国内已有条件生产和制造。
炼油工业是最早使用国产双相不锈钢的部门之一。
在南京、镇海、天津、济南等炼化公司中，多集中使用双相不锈钢于常减压蒸馏塔的塔顶衬里（或复合板）、塔内构件、空冷器和水冷器等，最长的使用时间已达20年。
___是我国最大的炼油基地，加工能力为1600万吨，已进入世界百强，冷凝冷却系统中多套设备使用双相不锈钢。
这一领域涉及的范围很广，工况情况复杂，介质多种多样，也是使用双相不锈钢较早和较多的领域。
甲醇是重要的能源化工原料，2002年国内产量达210万吨，进口量与此相当，国产缺口很大，当然也有少量（数千吨）出口韩国，目前20万吨的大型和多套10万吨以下的中小型的甲醇合成反应器的触媒管都是采用双相不锈钢。
大中型装置采用2205钢管，使用进口管较多，小型装置多采用18-5Mo型国产钢管。
___氯乙烯装置的氧氯化反应器中的冷却蛇管的介质条件（HCI、水蒸气）苛刻，目前已使用进口的2205双相不锈钢，使用结果有待观察。
___乙烯装置的催化剂再生冷却器采用国产类似DP3钢的00C25Ni7Mo3WCuN双相不锈钢做海水冷却器管，海水出口温度为40℃，至今已间歇使用15年，效果很好。
河南煤化工厂的粉煤气化装置的数台冷却器都是采用进口2205钢管制造。
1.1.2 化肥工业尿素工业也是最早使用国产双相不锈钢的部门之一。
装置中含氯离子水的换热设备使用得较多，例如尿素装置中CO2压缩机三段冷却器原使用304L奥氏体不锈钢管束，1个月后即因应力腐蚀破裂而泄漏，双相不锈钢可用5年以上，随后一、二段冷却器也都换用了18-5Mo或2205双相不锈钢。
由于双相不锈钢在尿素介质中有良好的抗腐蚀疲劳性能，很适合制造尿素生产的关键设备——甲按泵泵体。
国产的00Cr25Ni6Mo2N钢可以通过Huey法的晶间腐蚀倾向检验，已用于___、___（五柱塞式）等大型化肥厂。
国内中小化肥厂的甲按泵泵体基本上采用18-5Mo钢制造，也有数十家采用的是高铬含铅双相不锈钢。
此外，这种钢的泵阀锻件通过了日本JISG0573、G0591硝酸法和硫酸法的检验，批量出口日本，价格要比日本当地生产的便宜。
双相不锈钢具有高屈服强度和足够的塑韧性，比普通奥氏体不锈钢的壁厚可以减少30-50%，从而降低成本。
表1-2列出了几种双相不锈钢的牌号和化学成分，其中2205是应用最广泛的耐腐蚀性优于316L奥氏体不锈钢的双相不锈钢之一。
双相不锈钢还具有耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境中，这是普通奥氏体不锈钢难以解决的问题。
双相不锈钢还具有良好的耐局部腐蚀性能、耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能，以及低线膨胀系数和高能量吸收能力等优点。
与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢综合力学性更好，不容易出现脆性问题，耐局部腐蚀性能更优，冷加工和焊接性能也更好。
SAF2205双相钢是一种具有良好耐腐蚀性能的不锈钢，其应用范围比铁素体不锈钢更广。
为了确保焊接接头质量，需要满足一些基本要求。
首先，焊接接头不应存在超过质量标准规定的缺陷，并且力学性能应满足预期的使用性能要求。
此外，焊接热裂纹、冷裂纹、应力腐蚀、点蚀和δ相脆化等现象都应该避免出现。
为了实现这些要求，需要采取一些防止措施。
首先，应选择与母材成分相同或相近的焊接材料，避免含碳量过高对抗腐蚀性的影响。
对于耐酸腐蚀性能较高的工件，应选用含Mo的焊接材料。
同时，应合理设计焊接接头，避免腐蚀介质在焊接接头部位聚集，降低或消除应力集中，消除或降低焊接接头残余应力。
在焊接过程中，应采用小的热输入，即小电流，大的焊接速度，减少横向摆动。
焊后还需要进行750-800℃的退火处理，退火后应快冷，防止出现δ相和475℃脆化。
SAF2205双相钢具有良好的焊接性能。
在焊接过程中，应注意一些问题。
首先，需要注意其性能特点，包括良好的耐氯化物应力腐蚀性能、耐孔蚀性能和耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。
其次，需要选择适合的焊接材料，避免出现应力腐蚀断裂等问题。
最后，在焊接过程中需要注意小的热输入和合理的焊接接头设计，以确保焊接接头质量。
4）这种双相钢具有优良的综合力学性能，强度和疲劳强度较高，其屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的两倍。
在固溶态下，延伸率可达25%，韧性值AK（V型槽口）在100J以上。
5）该钢具有良好的可焊性，热裂倾向小，一般无需预热即可进行焊接，而且焊后无需热处理，可与18-8型奥氏体不锈钢或碳钢等异种钢材进行焊接。
6）含低铬（18%Cr）的双相不锈钢的热加工温度范围比18-8型奥氏体不锈钢更广，抗力小，可直接轧制开坯生产钢板。
而含高铬（25%Cr）的双相不锈钢热加工略显困难，但仍可生产板、管和丝等产品。
7）与18-8型奥氏体不锈钢相比，该钢在冷加工时加工硬化效应更大，在管、板承受变形初期，需要施加较大应力才能变形。
8）该钢的导热系数较大，线膨胀系数较小，适合用作设备的衬里和生产复合板。
同时也适合制作热交换器的管芯，其换热效率比奥氏体不锈钢更高。
9）需要注意的是，该钢仍存在高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，不宜用于高于300℃的工作条件。
双相不锈钢中含铬量愈低，σ等脆性相的危害性也愈小。
3.1.2 SAF2205双相钢的组织特点目前，双相不锈钢由于冶炼质量要求高，价格较贵，其产量不高，约占世界不锈钢产量的1%。
然而，自上世纪90年代以来，其产量增长较快。
1990年产量约为10万吨，而到1999年已达到11万吨，2000年约为20万吨。
我国自上世纪60年代开始研究双相不锈钢，主要包括低铬（Cr18）、中铬（Cr22）和高铬（Cr25）三种类型。
其主要产品为管、板和复合板，产量都不大，约为2000吨。
而到2001年，我国双相不锈钢的消费量约为4000吨，其中有一半随工程进口。
双相不锈钢的组织，根据W(Ni)eq，W(Cr)eq和Schaeffer 图，一般奥氏体（A）和铁素体（F）的比例约为60%:40%，但由于化学成分和固溶处理的温度偏差，实际上可能出现A 或F≥70%的情况，这会对性能产生一定影响，因此最好将其控制在各为50%左右。
表3-2未列出不同组织类别不锈钢的力学性能。
力学性能组织类型钢种热处理状态σs/MPaσb/Mpaδ5（%）硬度奥氏体0Cr18Ni9205-300520-58040200SAF2205奥氏体+铁素体950-1100DP-3W固溶、水冷或快冷550-580750-78030220560-590760-78020270双相不锈钢相对于奥氏体不锈钢存在铁素体相，因此其塑性和韧性相对较低。
特别是铁素体相中易产生脆性相，如δ相、χ相、R相、∏相等，如果处理不当，会严重影响钢材的塑性和韧性。
在工程上，双相不锈钢应用的加工方法包括冶炼、铸造、热变形加工、冷变形加工、机加工、热处理、焊接等。
其中，双相钢的冶炼和铸造难度较大，需要高度控制。
热变形加工难度也较大，而机加工则不存在较大的加工难度。
热处理对双相钢性能有特殊影响，不同的热处理参数可直接影响钢材性能。
不恰当的热处理会使钢材的性能恶化。
双相不锈钢焊接的难点在于焊接接头是否能获得与母材相同或相近的两相组织，这是保证焊接接头具有与母材同样性能的关键所在。
焊缝熔合区的两相组织相对容易控制，而高温热影响区则是其相组织最难控制的一个区域。
应采用较大的焊接线量，使焊缝冷却速度降低，使高温铁素体有一定的时间向奥氏体转化，从而使相组织均衡。
至该温度保温1-2h，然后快速冷却σ相生成温度范围/C475-700475.C脆性最敏感温度/C475在焊接双相不锈钢时，___的析出可能会导致475℃脆性的产生。
δ相是由Cr和Fe的金属间化合物组成，形成温度范围为600-1000℃。
不同钢种形成δ相的温度也不同，如00Cr18Ni5Mo3Si2钢在800-900℃，而双相不锈钢00Cr25Ni7Mo3CuN的在800-900℃，850℃时最敏感。
形成δ相需要经过一定的时间，一般1-2分钟萌生1-2分钟δ相增多并长大。
因此，在焊接时应采用小热输入、快速冷却，并在消除应力处理时采用较低的温度，如550-600℃为宜。
2）氢致裂纹和脆化双相不锈钢的扩散氢含量不及奥氏体不锈钢，但在焊材中或周围环境中氢的质量浓度较高时，焊接双相不锈钢时仍可能出现氢致裂纹和脆化。
为了防止这种问题的发生，应采用合适的焊接线量并控制层间温度，以减少氢的吸收。
3）热影响区的问题双相不锈钢焊接时主要问题不在焊缝，而在热影响区。
在焊接热循环作用下，热影响区处于快冷非平衡态，冷却后总是保留更多的铁素体，从而增大了腐蚀倾向和氢致裂纹（脆化）的敏感性。
因此，采用合适的焊接线量并控制层间温度是防止低温热影响区性能变坏的主要手段。
双相不锈钢一般不进行焊后热处理。
起皮温度为475℃，δ相形成温度为1040℃，脆化温度为1000℃，对于2205双相钢和2507超级双相钢等，其焊接接头存在氢脆和氢致裂纹的问题。
双相不锈钢的凝固结晶为单相铁素体，但在拘束条件下，焊缝金属的热裂纹很小。
然而，当δ/γ适当时，冷裂纹敏感性也较低，但双相不锈钢中含有较高的δ相，当拘束度较大及焊缝金属含氢量较高时，还存在氢致裂纹的危险。
