天然气集输系统用LC65-2205双相不锈钢焊管工艺及性能

2205双相不锈钢的性能及焊接工艺双相不锈钢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。

（2）氮含量的影响早期的双相不锈钢没有得到普及，主要原因之一就是热影响区中铁素体含量过高。

2205双相不锈钢通过Creq/Nieq的控制，特别是氮含量的提高，保证热影响区有足够的奥氏体以维持必要的相平衡，从而使焊接性能得到改善，2205双相不锈钢采用Ar+N2混合气体作为钨极氩弧焊的保护气体，通过改变混合气体中N2的分压来影响焊缝中的含氮量。

2205双相不锈钢焊接工艺研究作者：周永科来源：《装饰装修天地》2015年第04期摘要：双相不锈钢已成为一种重要的工程材料，广泛的应用于石油、天然气领域。

双相不锈钢具有优良的综合性能，如高强度，高抗热裂性及耐腐蚀性等。

全世界双相不锈钢产量的80%是2205双相不锈钢，随着2205双相不锈钢在全国范围内的推广应用，油田内部各采气作业区也逐渐把这种具有双相特性的不锈钢材料用作于加热炉内部的换热管，代替了传统的优质碳素钢结构。

由于焊接是加热炉换热管制造过程中的重要工序，因此对2205双相不锈钢焊接工艺的研究具有十分重要的现实意义。

关键词：不锈钢焊接；工艺研究一、双相不锈钢的性能分析2205不锈钢是一种含N的不锈钢，与第一代双相不锈钢相比，其进一步提高氮含量，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。

根据研究和大量实验发现，母材含氮是非常重要的，氮在保证焊缝金属和焊后热影响区内形成足够量的奥氏体方面具有重要作用。

氮和镍一样是形成奥氏体价和扩大奥氏体元素，但是氮的能力比镍大，可防止焊后出现单相铁素体，并能阻止有害金属相的析出。

2205双相不锈钢的合金元素主要为Cr、Ni、Mo，其化学成分见表1。

2205双向不锈钢的力学性能与钢的回火温度有关，回火温度越高，强度越低。

回火温度为600℃时，屈服强度为450Mpa，抗拉强度为620Mpa，其力学性能见表2。

与铁素体不锈钢相比，其韧性高，韧脆转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时保留了铁素体不锈钢导热系数高，膨胀系数小，具有超塑行等特性；而与奥氏体不锈钢相比较，屈服强度和抗疲劳强度显著提高，约为奥氏体不锈钢的2倍，且耐晶间腐蚀，应力腐蚀和腐蚀疲劳等性能有明显改善。

氮在强化2205双相不锈钢中起着重要的作用，但氮的质量分数超过0.2%时，氮的间隙固溶强化使得奥氏体的强度大于铁素体。

第49卷第1期2021年02月造船技术Zaochuan JishuVol.49No.1Feb.,2021文章编号：10003878(2021)01005705DOI：10.12225%.issn1000-387&2021.0120210113 2205双相不锈钢焊接工艺及耐腐蚀性能分析周弋琳12,陈阿静12,赵德龙12,包孔12,贾晨程12".上海振华重工(集团)股份有限公司，上海200125；2.上海海工装备智能焊接制造工程技术研究中心，上海200125)摘要：采用不同焊接工艺对2205双相不锈钢进行焊接，分析不同焊接工艺对焊接接头力学性能、微观组织及耐腐蚀性能的影响。

结果显示：在晶粒无明显长大时，焊缝及热影响区冲击韧性随奥氏体质量分数的增加而升高；采用熔化极气体保护焊(Gas Metal Arc Weldmg,GMAW)时，保护气体中加入N2可有效提高焊接接头各区域奥氏体质量分数，从而提高焊接接头力学性能及耐腐蚀性能；2205双相不锈钢母材及焊缝腐蚀速率均明显随腐蚀液质量分数的升高而增加。

优化双相不锈钢焊接工艺参数，保证其焊接接头具有良好的综合性能，对于该类材料构件及产品的制造、推广及使用意义重大。

关键词：2205双相不锈钢；GMAW；焊接工艺；耐腐蚀性能中图分类号：U671.83文献标志码：AAnalysis of Welding Technology and Corrosion Resistanceof2205Duplex Stainless SteelZHOU Yiln1-2,CHENAjing2,ZHAO Delong2,BAOKong2,JIA Chencheng12(1.Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co.,Ltd.,Shanghai200125,China； 2.Shanghai EngineeringResearch Center of Marine Equipment Intelligent Welding,Shanghai200125,China)Abstract:2205duplex stainless steel is welded with the different welding technologies,and the influences ofdi f erent weldingtechnologiesonthe mechanicalproperties,microstructure,andcorrosionresistanceofwelding joint are analyzed.The results show that：when the grain does not grow significantly,the impacttoughnessofweldandheat-a f ectedzoneincreaseswiththeincreaseofaustenitemassfraction；whentheGasMetal Arc Welding(GMAW)is used,adding N2into the protective gas can e f ectively increase the austenitemassfractionina l areasofweldingjoint,soastoimprovethemechanicalpropertiesandcorrosionresistanceofweldingjoint；thecorrosionrateofbasematerialandweldof2205duplexstainlesssteelincreasesobviouslywiththeincreaseofcorrosionliquidmassfraction.Itisofgreatsignificanceforthemanufacture,promotionanduseofcomponentsandproductsof2205duplexstainlesssteeltooptimizeitsweldingtechnologyparametersandtoensureitsweldingjointagoodcomprehensiveperformance.Key words:2205duplex stainless steel；GMAW;welding technology；corrosion resistance0引言2205双相不锈钢因具有较高强度、韧性、耐腐蚀性能等而被广泛应用于造船、造纸、石油化工、海工装备制造、海水与废水处理等行业，是目前应用最广泛的双相不锈钢口双相不锈钢中铁素体相"相)与奥氏体相"相)约各占一半，以充分利用奥氏体不锈钢的优良韧性和焊接性，以及铁素体不锈钢的高强度和优良的耐腐蚀性3。

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。

双相不锈钢管道TIG半自动焊接研究与应用摘要：LC65-2205双相不锈钢是一种Cr的质量分数为22%的双相不锈钢，屈服强度为400MPa，抗拉强度为650MPa。

双相不锈钢的金相组织由铁素体和奥氏体两相组成，具有体积分数大体相等的特征，兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重特征。

由于其特性，每道口焊接完成后要进行铁素体检测；与奥氏体不锈钢一样在焊接过程中对氧气异常敏感，因此正面和背面的惰性气体保护要求高；2205双相不锈钢焊接比普通奥氏体不锈钢对污染更敏感，焊接接头可能出现热影响区耐腐蚀性降低；同时焊接线能量对焊缝及热影响区耐蚀性有很大影响，在焊接热循环作用下焊接接头性能恶化，控制适中的焊接线能量，是获得平衡的双相组织的关键，是焊接接头的力学性能和耐蚀性能得到保证的关键。

关键词：双相不锈钢管道；TIG半自动焊接1工艺原理TIP TIG焊接是一种动态振动自动送丝的热丝TIG焊接技术，实现了可控的对熔池的送丝动力搅拌功能，振动搅拌动力能有效破坏熔滴和熔池的表面张力、细化晶粒、使裹挟在熔池中的气体容易逃逸，大幅度提高了熔敷效率和熔池的冶金性能，显著降低了热输入。

它将普通钨极氩弧焊的焊接效率提高约4倍；与普通自动送丝的热丝氩弧焊效率相比提高约2-3倍；使氩弧焊的焊接熔敷效率达到或接近熔化极MIG；更重要的是由于可控的动态振动送丝系统，使焊接熔池的冶金性能发生了本质的改善，即：使焊缝的机械力学性能、冶金化学性能得到了显著地提高，尤其在合金类焊接双相不锈钢焊接难度比较大、焊接质量要求高的特种焊接领域。

双相不锈钢管TIP TIG半自动根焊+半自动填盖对接焊施工功法，采用半自动根焊、热焊、填充盖面焊。

焊接设备为Miller MaxtsaI 400型半自动焊接电源＋TIP TIG送丝机+控制柜组成。

保护气体采用浓度99.99%的Ar气体，焊缝内壁充氩由内对口器进行，同时内对口器具有封闭空间的功能，焊缝外壁氩气保护由焊枪自带。

焊接工艺与2205双相焊接接头性能探析众所周知，焊接接头的综合性能是评价某一焊接工艺技术含量的重要指标。

因此，通过对当前使用较为广泛的两种2205双相不锈钢焊接工艺进行分析，从其焊接接头的综合性能入手，来对各种焊接工艺的技术含量进行评价，进而深入探讨不同焊接工艺对2205双相不锈钢焊接接头的综合性能所带来的影响。

1 两种焊接工艺对于2205双相不锈钢来说，当前使用最多的两种焊接工艺是——TIG焊盖面和MIG焊盖面，两种焊接工艺的共同点就是需要等离子弧焊来打底。

本文通过实验的方式来探讨这两种焊接工艺对2205双相不锈钢焊接接头的综合性能可能带来的影响。

对于焊接专业人士来说，2205双相不锈钢的焊接关键就是其焊接接头的韧性以及耐腐蚀性。

因此，在实际的焊接实验过程中，相关技术人员特别重视热输入以及层间温度的控制。

除此之外，要保证2205双相不锈钢焊接接头的质量，还需要十分重视奥氏体的析出。

针对以上问题，经过评估，技术人员决定采用多道焊的焊接方式，这样不仅能够很好地保证焊接接头区域的性能，而且还能起到一定的固溶处理作用。

在实际的焊接试验过程中，2205双相不锈钢中的N应该得到重视。

由于2205双相不锈钢中含有N，因此其在奥氏体相比例的增加方面具有其他不锈钢所没有的优势。

值得注意的是，在实际的焊接过程中，由于热能的影响，2205双相不锈钢中的N会有所损失，而且这种损失是不可避免的，集中表现在2205双相不锈钢的焊缝表面处。

通过以上分析能够得知，在2205双相不锈钢的焊接过程中，减少2205双相不锈钢中所含N的损失，是焊接的一大关键技术。

当前，很多的加工企业会采取添加含N保护气体的方式。

本次试验，相关技术人员在焊接的过程中加入了2%的N2。

通过对试验结果进行分析，得出了如表1所示结论：2 影响效果通过对表1进行分析，技术人员结合相关的评价标准，最终从以下三个方面完成了焊接接头综合性能的影响效果评价。

首先，采用以上两种焊接工艺中的任何一种，在2205双相不锈钢的焊接接头处均未出现气孔、咬边和未融合缺陷。

2205双相不锈钢焊接和焊后热处理⼯艺2205双相不锈钢焊接和焊后热处理⼯艺研究摘要：采⽤了等离⼦弧焊（PAW）打底+钨极氩弧焊（TIG）盖⾯和等离⼦弧焊（PAW）打底+熔化极氩弧焊（MIG）盖⾯两种焊接⼯艺焊接2205双相不锈钢，并对焊接接头进⾏了固溶处理，对采⽤两种焊接⼯艺的焊件进⾏⾦相组织、铁素体-奥⽒体两相⽐例、⼒学性能以及耐点腐蚀性检测。

结果表明，两种焊接⼯艺都可以保证焊接接头的各项性能均能满⾜技术要求，TIG焊盖⾯的焊接接头铁素体含量低于MIG 焊盖⾯，且冲击韧性也于优于MIG焊盖⾯，⽽MIG焊盖⾯的焊接接头的耐点腐蚀性能优于TIG焊盖⾯。

关键词：2205双相不锈钢TIG焊MIG焊⼒学性能点腐蚀⼀、引⾔双相不锈钢是由奥⽒体和铁素体两相组成，当两相⽐例约为50％时，双相不锈钢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有的较⾼强度和耐氯化物应⼒腐蚀性能结合在⼀起，使其兼具奥⽒体不锈钢和铁素体不锈钢的优点。

2205双相不锈钢是20世纪70年代⾸先由瑞典研制成功，材料牌号为SAF2205，属于第⼆代双相不锈钢。

中国在80年代初开始研究相当SAF2205的00Cr22Ni5Mo3N双相不锈钢，它是⼀种典型的含N、超低碳、双相铁素体—奥⽒体不锈钢，它具有较⾼的屈服强度（为奥⽒体不锈钢的⼆倍）及良好的塑性，有良好的低温冲击性能，优良的耐应⼒腐蚀、晶间腐蚀、点腐蚀和缝隙腐蚀性能；与奥⽒体不锈钢相⽐，具有导热系数⼤、线膨胀系数⼩、可焊性好、热裂倾向⼩、钢中含镍量较⼩、价格相对便宜等优点，使其⼴泛应⽤于化⼯、⽯油能源及海洋等领域，是⽬前应⽤最普遍的双相不锈钢材料。

本实验分别采⽤了两种不同焊接⽅法进⾏对⽐，在焊后对焊接接送进⾏了热处理，研究了焊接和热影响区组织及性能变化和奥⽒体-铁素体相⽐例对其的影响。

⼆、实验材料和实验⽅法1、实验材料实验采⽤太原钢铁公司⽣的2205双相不锈钢，其化学成分和⼒学性能如表1和表2所⽰。

2205双相钢管执行标准
2205双相钢管是一种具有优异性能的不锈钢材料，其在化工、海洋工程、石油和天然气等领域有着广泛的应用。

为了保证2205双相钢管的质量和安全性能，制
定了一系列的执行标准，以规范其生产和使用过程。

首先，2205双相钢管的执行标准主要包括以下几个方面：
1. 化学成分要求，2205双相钢管中的化学成分应符合相应的标准要求，包括铬、镍、钼、氮等元素的含量范围，以及其他杂质元素的限制要求。

2. 机械性能要求，执行标准对2205双相钢管的抗拉强度、屈服强度、延伸率、冲击功等机械性能指标进行了详细的规定，以确保其在使用过程中具有良好的强度和塑性。

3. 外观质量要求，2205双相钢管在生产过程中应保证表面光洁度、无裂纹、氧化皮和锈蚀等缺陷，以保证其外观质量符合标准要求。

4. 尺寸偏差要求，执行标准对2205双相钢管的外径、壁厚、长度等尺寸进行
了严格的控制，以保证其尺寸偏差在允许范围内。

在生产2205双相钢管时，必须严格按照上述执行标准进行生产和检验，确保
产品质量符合要求。

同时，在使用过程中，用户也应按照执行标准的要求进行正确的安装、使用和维护，以确保2205双相钢管的性能和安全性。

总之，2205双相钢管执行标准的制定和执行，对于保证产品质量、促进行业发展、提升产品竞争力具有重要意义。

只有严格遵守执行标准，才能生产出优质的2205双相钢管，为各行业提供更加可靠和安全的材料，推动行业的可持续发展。

2205双相钢双相不锈钢2205合金是由21％铬,2.5％钼及4.5％镍氮合金构成的复式不锈钢。

它具有高强度、良好的冲击韧性以及良好的整体和局部的抗应力腐蚀能力。

特点：1.双相不锈钢2205合金与316L和317L奥氏体不锈钢相比,2205合金在抗斑蚀及裂隙腐蚀方面的性能更优越,它具有很高的抗腐蚀能力,与奥氏体相比,它的热膨胀系数更低,导热性更高。

2.双相不锈钢2205合金与奥氏体不锈钢相比,它的耐压强度是其两倍,与316L和317L相比,设计者可以减轻其重量。

2205合金特别适用于—50°F/+600°F温度范围内,在严格限制的情况下(尤其对于焊接结构),也可以用于更低的温度。

化学成分：C≤0.030 Mn≤2.00 Si≤1.00 p≤0.030 S≤0.020 Cr 22.0～23.0 Ni 4.5～6.5 Mo3.0～3.5 N0.14～0.20(奥氏体-铁素体型）双相不锈钢(Duplex stainless steel)双相不锈钢是一种铁素体相和奥氏体相共存的不锈钢，同时也是集优良的耐蚀性能、高强度和易于加工制造等诸多优异性能于一身的钢种。

双相不锈钢已经有60多年的历史，世界上第一批双相不锈钢于1930年在瑞典生产出来并用于亚硫酸盐造纸工业。

1968年不锈钢精炼工艺——氩氧脱碳工艺(AOD)的发明，使一系列新的不锈钢的产生成为可能。

AOD工艺带来的诸多进步之一就是合金元素N的添加。

双相不锈钢添加N元素可以使焊接状态下热影响区的韧性和耐蚀性能接近于基体金属的性能，还可以降低有害金属间相的形成速率。

双相不锈钢同奥氏体不锈钢一样，是一种按腐蚀性能排序的钢种，腐蚀性能取决于它们的合金成分。

双相不锈钢一直在不断发展，现代的双相不锈钢可以分为四种类型：1、不含Mo的低级双相不锈钢2304；2、标准双相不锈钢2205，占双相钢总量的80%以上；3、25%Cr的双相不锈钢，典型代表合金255，可归为超级双相不锈钢；4、超级双相不锈钢，含25-26%Cr,与255合金相比Mo和N的含量增加。

焊接工艺对2205不锈钢焊接接头组织和力学性能影响分析摘要针对2205不锈钢自身力学性能、结构特点，对2205不锈钢的焊接工艺进行优化，减少焊接过程中热循环对接头的影响。

通过对不锈钢焊接接头的力学性能测试，分析不锈钢焊接接头的组织结构。

分析结果显示：在2205不锈钢焊接过程中，采用混合气体（氩气+氮气）保护的钨极氩弧焊，可以提高不锈钢接头的力学性能，使其组织结构更加接近母材。

关键词不锈钢；焊接工艺；组织结构2205是目前应用范围比较广泛的不锈钢材，其具有良好的力学性能和抗腐蚀性能，广泛应用于石油运输、航洋勘探、化学化工、电力发电等领域。

焊接作为重要的钢材加工工艺，其对2205不锈钢焊接技术的发展具有十分重要的作用。

从2205不锈钢焊接技术的发展速度来看，阻碍不锈钢在焊接工艺发展的主要问题是热影响问题。

在不锈钢焊接过程中，焊接区域处于快速冷却的非平衡状态，冷却后残留过多的铁元素，使得焊接接头的腐蚀倾向比较研究，容易出现裂缝。

在2205不锈钢焊接过程中，合理的焊接工艺可以降低热循环对接头力学性能和组织结构的影响，提高2205不锈钢接头的强度和耐腐蚀性。

因此，本文主要针对2205不锈钢的性能、特点，采用不同的焊接工艺，对不锈钢焊接接头的组织结构和性能进行研究，提高不锈钢焊接的实际应用性。

1实验材料和焊接工艺1.1实验材料本文选用瑞典生产的SAF2205不锈钢，运用E2209焊条和ER2209焊丝。

2205不锈钢在常温下的力学性能：原材料为瑞典的阿维斯坦公司生产的SAF2205 不锈钢材料、焊条为E2209、焊丝为ER2209。

在常温状态下，2205不锈钢的力学性能：屈服强度> 550MPa，抗拉强度>750MPa，维氏硬度HV> 220。

本文选择材料是力学性能如下：抗拉强度= 860MPa，HV= 280[2]。

1.2焊接工艺材料加工成300mm× 150mm×6mm，300mm ×150mm× 8mm两种，并采用IXT-400ST G 型逆变式手弧焊机进行不2205不锈钢接头焊接。

2205双相不锈钢的焊接性能分析摘要：本文研究了2205双相不锈钢的母材成分及性能，并对其焊接性能进行了详细论述，选取了合适的焊接材料，制定了合理的焊接工艺参数，所得到的焊接接头各项性能指标均能满足使用要求。

关键词：2205双相不锈钢；焊接工艺；焊接性能1前言2205双相不锈钢是一种添加有非金属元素N的双相不锈钢，其合金是由21%的Cr、2.5%的Mo、4.5%的Ni以及0.17%的N所构成的复式不锈钢。

其组织是由40%~60%的铁素体和60%~40%的奥氏体组成。

2205双相不锈钢因其优良的机械性能、耐蚀性以及焊接性，得到广泛的应用与研究[1]。

22205双相不锈钢2.1 2205双相不锈钢母材成分及性能本试验中母材2205双相不锈钢，供货态为退火态，其化学成分如表1所示。

表1 双相不锈钢2205化学成分(%)元素CSiMnP S Ni Cr Mo N含量≤0.03≤1.0≤2.0≤0.03≤0.024.5~6.521.0~23.02.5~3.50.08~0.2从双相不锈钢2205的化学成分可以看出，此钢中的碳含量很低，同时稳定基体中奥氏体含量的Ni元素含量与普通奥氏体不锈钢相比也要低。

为了弥补Ni 元素的作用，基体中还含有相对少量的N元素，N元素强烈的奥氏体化作用可以使钢中两相组织的比例达到最佳，从而保证了双相不锈钢2205良好的力学性能和耐腐蚀性能。

2205双相不锈钢的金相组织为铁素体和奥氏体，它们都成多边形，并且两相在组织中的比例都接近50%。

由于其由铁素体与奥氏体两相组成，使其兼有奥氏体不锈钢与铁素体不锈钢的双重优点，它既有较高的强度，同时也兼有良好的塑韧性。

典型的2205双相不锈钢抗拉强度达680MPa，屈服强度达480MPa，延伸率达25%，硬度为290HB。

2.2 2205双相不锈钢焊接性分析焊接性，是指金属材料在采用一定的焊接工艺下，包括焊接方法、焊接材料、焊接规范及焊接结构形式等特定的条件下，获得优良焊接接头的难易程度。

双相不锈钢2205化学成份，及其性能(2009/04/17 17:38)双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的化学成份%牌号C≤Mn≤P≤S≤Si≤Ni Cr Mo N2205 0.030 2.00.030.02 1.0 4.5-6.521-23 2.5-3.50.08-0.2双相不锈钢2205(00Cr22Ni5Mo3N,S31803)的机械性能牌号温度/状态屈服强度σb≥(ksi)抗拉强度σ0.2≥(ksi)伸长率δ标距2in或50mm(或4D）,≥,%2205的板70ºC/退火75 105 352205的板200ºC/退火50 902205的板400ºC/退火45 802205的板600ºC/退火40 79双相不锈钢2205的用途：用于炼油, 化肥,造纸,石油,化工等耐海水耐高温浓硝酸等的热交换器和冷淋器及器件。

双相不锈钢的主要代表牌号DSS一般可分为四类:低合金型--代表牌号是UNS S32304（23Cr-4Ni-0.1N）PREN值24～25中合金型--代表牌号是UNS S31803（22Cr-5Ni-3Mo-0.15N）,PREN 值32～ 33高合金型--标准牌号有UNS S32550（25Cr-6Ni-3Mo-2Cu-0.2N）,PREN 值38～39超级双相不锈钢型--标准牌号有UNS S32750（25Cr-7Ni-3.7Mo-0.3N）,PREN值＞40(※ PREN 耐孔蚀指数 PREN=Cr%+3.3×Mo%+16×N%)低合金型UNS S32304不含钼, 在耐应力腐蚀方面可代替AISI304或316使用.中合金型UNS S31803的耐蚀性能介于AISI 316L和6%Mo+N奥氏体不锈钢之间.高合金型,一般含25%Cr,还含有钼和氮,有的还含有铜和钨,这类钢的耐蚀性能高于22%Cr的双相不锈钢.超级双相不锈钢型,含高钼和氮,有的也含钨和铜 , 可适用于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀与力学综合性能,可与超级奥氏体不锈钢相比美.代表牌号的主要化学成分━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━双相不锈钢化学成分,%类型UNS 牌号C Cr Ni Mo Cu N 低合金型S32304≤0.032340.05/0.20中合金型 S31803≤0.0322 530.08/0.20中合金型 S32205≤0.0322530.14/0.20高合金型S325500.04256320.10/0.25超级DSS S32750≤ 0.0325740.24/0.32━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━从表中可以看出: S 32205是由S31803派生出的钢种, 在ASTM A 240/240M-99a标准中是在1999年才纳标的,它的Cr、Mo和N元素的区间都比较窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一半), 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接性能,多用于性能要求较高和需要焊接的材料,如油气管线等.4. 双相不锈钢的发展动向值得关注的是低合金含锰双相不锈钢的开发. 近十年来有关国家如美国,南非等研究以锰代镍双相不锈钢的开发,但除铸件外,所开发的新钢种多具有介稳的奥氏体,藉冷变形后马氏体的转变提高强度,很难作焊接件使用,也很难适应某些环境,例如会产生应力腐蚀的环境,这样使用很局限.近年瑞典开发的低锰低镍双相不锈钢则比较成熟,目标明确,为了节镍以取代用途很广的304,甚至可能代替价格与304相当,目前使用并不广的2304双相不锈钢,具有实际推广的价值,值得注意.瑞典Avesta Polarit AB开发的LDX 2101 双相不锈钢(21.5%Cr, 5%Mn, 1.5%Ni, 0.22%N) , 由于提高了钢中的氮,获得了稳定的奥氏体,相的平衡与组织稳定性都较好,对金属间相的析出不敏感,在析出最敏感的温度650℃,保温10h后的冲击值才降至50J，其组织稳定性较2205钢好。

双相不锈钢2205焊接工艺之浅见我公司在制作加氢反应器时（管板、换热管材质为双相钢），由于设计文件对焊缝的铁素体数要求为在35FN～65FN，还必须进行耐晶间腐蚀试验（按E法进行，试验标准GB/T 4334-2008）和耐点蚀性能试验（不锈钢三氯化铁法，试验标准GB/T 17897-1999）。

因此为了保证焊接质量，特意对其焊接性能做了研究，进行了焊接工艺评定，满足了技术要求，并将工艺应用到产品制造中，获得了成功。

1 材料性能2205双相不锈钢由于具有奥氏体+铁素体双相组织，且两个相组织的含量基本相当，故兼有奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的特点。

屈服强度可达400～550MPa，是普通奥氏体不锈钢的两倍。

与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时又保留了铁素体不锈钢的一些特点，如475℃脆性、热导率高、线膨胀系数小，具有超塑性及磁性等。

与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的强度高，特别是屈服强度显著提高，且耐孔蚀性、耐应力腐蚀、耐腐蚀疲劳等性能也有明显的改善。

2 焊接性能2205具有良好的焊接性，冷裂纹和热裂纹的敏感性较小。

焊接前不预热，焊后不进行热处理。

焊接参数及焊材选择合适时，焊接接头具有良好的力学性能。

3 焊接工艺评定根据2205的材料性能及焊接性能，分别制作了2组工艺评定，规格为500×200×10mm。

选用的焊接方法一组为钨极氩弧焊（GTAW），另一组为焊条电弧焊（SMAW）。

3.1 焊材的选择双相不锈钢选用的焊材，其特点是焊缝组织为奥氏体占优的双相组织，主要耐蚀元素（铬、钼等）含量与母材相当，从而保证与母材相当的耐蚀性。

为了保证焊缝中奥氏体的含量，通常是提高镍和氮的含量，也就是提高约2%～4%的镍当量。

在双相不锈钢母材中，一般都有一定量的氮含量，在焊材中也希望有一定的含氮量，但一般不宜太高，否則会产生气孔。

这样镍含量较高就成了焊材与母材的一个主要区别。