SAF2205-16MnR復合板的焊接工藝及接頭組織性能研究.pdf

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

2、型坡口焊條電弧焊，X型開槽坡口焊條電弧焊，X型坡口鎢極氬弧焊）分別對SAF2205/16MnR不銹鋼復合鋼板進行試焊研究，其中接頭過渡層分為三大區(qū)域：覆層不銹鋼與過渡層焊縫熔合區(qū)（DSS-WM界面）、基層低合金鋼與過渡層焊縫熔合區(qū)（CS-WM界面）及過渡層焊縫區(qū)域。在對獲得接頭進行力學性能測試及抗腐蝕性能評價的基礎上，詳細分析了過渡層各區(qū)域的顯微組織、物相結構及化學成分變化。
　　 結果表明，焊接接頭均屬于等強度匹配接頭，其中焊

3、條電弧焊獲得接頭的抗拉強度大于氬弧焊所獲接頭，而其過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，表明合金元素的擴散程度較小，故焊接過程對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?。辉诮宇^過渡層焊縫中（WM），雙相組織清晰可見且達到所要求的γ