CN108890074A - 一种s32750超级双相不锈钢厚板焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，它包括下述依次的步骤：Ⅰ.把被焊区域开坡口，坡口角度为65°±1°；Ⅱ.焊接前对坡口及其两侧300～500mm范围进行80℃±10℃预热，预热40min以上；Ⅲ.使用焊条实施焊接，焊接热输入控制在1.1~1.4kJ/mm，焊接全过程对坡口两侧300～500mm范围使用厚度50mm以上保温材料进行保温；Ⅳ.焊接过程中层间温度为80℃±10℃；Ⅴ.焊后去除保温材料，空冷。本发明的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，在焊条电弧焊焊接后，焊缝的奥氏体含量在40%~60%之间。
Description
技术领域
本发明涉及一种S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法。
背景技术
S32750超级双相不锈钢由于具有较高的Cr、Mo及N含量，同时室温组织中奥氏体与铁素体比例按照约1:1共存，因此具有高强度（其屈服强度一般为奥氏体不锈钢的两倍）、良好的耐Cl-点蚀、耐应力腐蚀及焊接性能等突出优点，在石油化工、制盐、水工、造船等领域得到广泛使用。与同级别的超级奥氏体不锈钢254SMO相比，其耐点蚀指数PREN相当，均超过40，但其Ni的含量仅有7%，远低于254SMO的18%，屈服强度约为254SMO的两倍，这样在保证使用寿命的前提下，材料可进一步减薄，经济型更为显著。
焊接双相不锈钢时，重点在于保证其两相比例以及避免出现有害相。对于可填充金属的焊接方法，可以通过使用Ni过合金化的焊材来保证焊缝金属的两相比例。同时，通过控制焊接热输入来控制焊缝金属和HAZ的两相比例，并且避免有害相的析出。但对于厚板来说，由于前几道焊缝散热较快，则需要很高的热输入。对于焊条电弧焊这一适应性广泛的焊接方法而言，无法达到厚板焊接所需的高热输入。鉴于此，需要一种辅助方法，以提高超级双相不锈钢厚板焊缝奥氏体比例。
发明内容
为了克服现有S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法的上述不足，本发明的旨在提供一种S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，该方法能使超级双相不锈钢厚板在焊条电弧焊焊接后，焊缝的奥氏体含量在40%~60%之间。
本发明涉及的S32750超级双相不锈钢，超级是指双相不锈钢的PREN值大于40。PREN=Cr+1.6×Mo+40×N,该双相不锈钢成分如下：
0＜C≤0.030％ 0＜Si≤0.80％ 0＜Mn≤1.20％ 0＜P≤0.035％
0＜S≤0.020％ Cr：24.00％～26.00％， Ni：6.00％～8.00％， Mo：3.00％～5.00％，N：0.24％～0.32％，其余为铁和不可避免的杂质。
本发明涉及的超级双相不锈钢厚度为20mm以上。
本S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法包括下述依次的步骤：
Ⅰ 把被焊区域开坡口，坡口角度为65°±1°；
Ⅱ 焊接前对坡口及其两侧300～500mm范围进行80℃±10℃预热，预热40min以上；
Ⅲ 使用焊条实施焊接，焊接热输入控制在1.1~1.4kJ/mm，焊接全过程对坡口两侧300～500mm范围使用厚度50mm以上保温材料进行保温；
Ⅳ 焊接过程中层间温度为80℃±10℃；
Ⅴ 焊后去除保温材料，空冷。
上述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是：步骤Ⅲ 是使用的2507/P100焊条实施焊接。
上述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是：步骤Ⅰ中，被焊区域开的坡口为V型坡口。
上述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是：步骤Ⅰ中，被焊区域开的坡口为X型坡口。
上述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是：步骤Ⅰ中，被焊区域开的坡口为K型坡口；Ⅲ 焊接全过程，对竖 S32750超级双相不锈钢板的K型坡口的两侧500mm±20mm范围，使用两块厚度50mm以上保温材料进行保温；同时，平S32750超级双相不锈钢板的下面垫一块厚度50mm以上保温材料进行保温；并在上表面K型坡口两侧500mm±20mm范围，使用两块厚度50mm以上保温材料进行保温。
本发明的有益效果
本发明通过对焊接接头坡口及两侧母材的预热、对焊接热输入、层间温度的控制，减缓了焊缝温度下降速率，延长了焊缝及高温热影响区中铁素体向奥氏体的相变时间，增加了焊缝及高温热影响区中的奥氏体比例，使奥氏体和铁素体的两相比例趋近于1:1，焊后去除保温材料并空冷，避免金属间相的析出，保证了超级双相不锈钢焊接接头的组织性能。方法操作简便，经济实用。
附图说明
图1 平板对接接头保温示意图
图2 平板T型接头的K型坡口保温示意图。
图3平板V型坡口对接接头保温示意图。
上述图中
1.S32750超级双相不锈钢板, 2.硅酸铝保温毯, 3.X型坡口,4.竖S32750超级双相不锈钢板，5.侧硅酸铝保温毯,6.K型坡口，
7.上硅酸铝保温毯，8.平S32750超级双相不锈钢板，9.下硅酸铝保温毯,
10.V口 S32750超级双相不锈钢板，11.V型坡口。
具体实施方式
下面结合实施例详细说明本方法的具体实施方式，但本发明的具体实施方式不局限于下述的实施例。
实施例一
本实施例焊接的是40mm厚度S32750超级双相不锈钢钢板，它的化学成分为：
C：0.023％ Si：0.55％ Mn：0.95％ P：0.021％ S：0.001％ Cr：25.23％ Ni：7.04％Mo：4.11％ N：0.2547％，其余为铁与不可避免的杂质。
它是平板对接接头保温焊，其操作步骤如下：参见图1；
Ⅰ把 S32750超级双相不锈钢板1的被焊区域开X型坡口3，坡口角度为65°；
Ⅱ焊接前对S32750超级双相不锈钢板1的X型坡口3及其两侧面500mm±20mm范围进行80℃±10℃预热，预热45min；
Ⅲ使用2507/P100焊条，对S32750超级双相不锈钢板1的X型坡口3 进行焊条电弧焊，焊接热输入控制在1.1~1.4kJ/mm；焊接全过程对X型坡口3两侧500mm±20mm范围使用四块厚度56mm保温材料进行保温；保温材料是硅酸铝保温毯3；
Ⅳ焊接过程中层间温度为80℃±10℃；
Ⅴ焊后去除保温材料，空冷。
翻转上述平板对接接头的焊接S32750超级双相不锈钢厚板，焊接另一面，重复上述Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ与Ⅴ的步骤。
经上述步骤焊接完成后，焊缝金属奥氏体相含量为55%，均衡了奥氏体、铁素体两相比例，提高了耐蚀性能，改善了焊接接头的力学性能，经测定其焊缝无σ相析出，点蚀腐蚀率为2.5mdd，焊接接头抗拉强910MPa，断于母材。
实施例二
本实施例焊接的是40mm厚度S32750超级双相不锈钢钢板，它的化学成分为：
C：0.023％ Si：0.55％ Mn：0.95％ P：0.021％ S：0.001％ Cr：25.23％ Ni：7.04％Mo：4.11％ N：0.2547％，其余为铁与不可避免的杂质。
它是平板T型接头保温焊，其操作步骤如下：参见图2；
Ⅰ把竖 S32750超级双相不锈钢板4 的被焊区域开K型坡口6，坡口角度为65°；
Ⅱ焊接前K型坡口6对竖 S32750超级双相不锈钢板4 的两侧500mm±20mm范围进行80℃±10℃预热，预热45min；同时对K型坡口6接触的平S32750超级双相不锈钢板8的上表面两侧500mm±20mm范围进行80℃±10℃预热，预热45min；
Ⅲ使用2507/P100焊条，对竖 S32750超级双相不锈钢板4的K型坡口6的两侧进行焊条电弧焊，焊接热输入控制在1.1~1.4kJ/mm；焊接全过程，对竖 S32750超级双相不锈钢板4的K型坡口6的两侧500mm±20mm范围，使用两块厚度56mm的侧（用绳挂）硅酸铝保温毯5进行保温；同时，平S32750超级双相不锈钢板8的下面垫一块厚度56mm的下硅酸铝保温毯9，并在上表面K型坡口6两侧500mm±20mm范围，使用两块厚度56mm的上硅酸铝保温毯7进行保温；
Ⅳ焊接过程中层间温度为80℃±10℃；
Ⅴ焊后去除保温材料，空冷。
经上述步骤焊接完成后，焊缝金属奥氏体相含量为53%，均衡了奥氏体、铁素体两相比例，提高了耐蚀性能，改善了焊接接头的力学性能，经测定其焊缝无σ相析出，点蚀腐蚀率为2.2mdd，焊接接头抗拉断于竖板母材。
实施例三
本实施例见图3，它是在步骤Ⅰ中，被焊区域开的坡口为V型坡口11,被焊接的是两块V口S32750超级双相不锈钢板10。其它与实施例一相同。
经上述步骤焊接完成后，焊缝金属奥氏体相含量为51%，均衡了奥氏体、铁素体两相比例，提高了耐蚀性能，改善了焊接接头的力学性能，经测定其焊缝无σ相析出，点蚀腐蚀率为2.0mdd，焊接接头抗拉强915MPa，断于母材。
Claims (5)
1.一种S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，它包括下述依次的步骤：
Ⅰ 把被焊区域开坡口，坡口角度为65°±1°；
Ⅱ 焊接前对坡口及其两侧300～500mm范围进行80℃±10℃预热，预热40min以上；
Ⅲ 使用焊条实施焊接，焊接热输入控制在1.1~1.4kJ/mm，焊接全过程对坡口两侧300～500mm范围使用厚度50mm以上保温材料进行保温；
Ⅳ 焊接过程中层间温度为80℃±10℃；
Ⅴ 焊后去除保温材料，空冷。
2.根据权利要求1所述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是：步骤Ⅲ是使用的2507/P100焊条实施焊接。
3.根据权利要求1或2中任一所述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是：步骤Ⅰ中，被焊区域开的坡口为V型坡口。
4.根据权利要求1或2中任一所述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是；步骤Ⅰ中，被焊区域开的坡口为X型坡口。
5.根据权利要求1或2中任一所述的S32750超级双相不锈钢厚板焊接方法，其步骤特征是：步骤Ⅰ中，被焊区域开的坡口为K型坡口；Ⅲ 焊接全过程，对竖 S32750超级双相不锈钢板的K型坡口的两侧500mm±20mm范围，使用两块厚度50mm以上保温材料进行保温；同时，平S32750超级双相不锈钢板的下面垫一块厚度50mm以上保温材料进行保温；并在上表面K型坡口两侧500mm±20mm范围，使用两块厚度50mm以上保温材料进行保温。
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