双相不锈钢添加冷丝埋弧焊优化

添加冷丝埋弧焊不仅可提高熔敷速度，而且可显著地降低焊接热输入，适用于对焊接热较敏感的钢材，如奥氏体铬镍不锈钢和双相不锈钢等。

1.母材钢号、板厚及接头坡口形式

母材钢号为X2CrNiMoN22-5-3（03Cr25Ni5Mo3N）。

板厚：14mm、20mm和22mm。

接头坡口形式如图1-188所示。

图1-188 三种不同板厚对接接头的坡口形式

a）板厚22mm，60°V形坡口，钝边0 b）板厚14mm，60°双V形坡口，钝边4mm c）板厚20mm，70°X形坡口，钝边4mm

2.焊接材料

焊丝商品牌号：OKAutrod 2209（AWS A5.9 ER2209）焊丝规格：ϕ3.2mm、ϕ2.4mm（冷丝）。

焊剂商品牌号为OKFlux 10.93（碱性烧结焊剂）。

3.焊接工艺方法

1）板厚22mm单面60°V形坡口，背面加铜衬垫。

根部第1、2层，采用OKTubrod 14.27药芯焊丝电弧焊封底，其余7层采用添加冷丝埋弧焊。

2）板厚14mm双V形坡口，正面采用冷丝埋弧焊，背面采用单丝埋弧焊。

3）板厚20mmX形坡口，正、背面均采用添加冷丝埋弧焊。

4.焊接设备型号

1）埋弧焊焊接小车型号。A6 Mastertrac，配添加冷丝机构。

2）焊接电源型号。LAF 800A直流埋弧焊焊接电源。

5.焊接参数

三种不同板厚对接接头添加冷丝埋弧焊焊接参数列于表1-64。

表1-64 双相不锈钢添加冷丝埋弧焊焊接参数

（续）(www.xing528.com)

6.焊缝金属的化学成分

三种不同板厚对接接头表层焊缝金属的实测化学成分见表1-65。

表1-65 双相不锈钢添加冷丝埋弧焊表层焊缝金属化学成分

注：试样编号：V-22—板厚22mm单面V形坡口。

V-14—板厚14mm双V形坡口。

X-20—板厚20mmX形坡口。

7.焊接接头的力学性能

双相不锈钢添加冷丝埋弧焊焊接接头的力学性能试验结果，见表1-66。V-14号试样接头横截面硬度测量值见图1-189。焊缝横截面宏观金相照片如图1-190所示。

表1-66 双相不锈钢添加冷丝埋弧焊焊接接头的力学性能试验结果

注：接头拉伸试样均断裂于母材。

图1-189 V-14号试样接头横截面硬度测量值

图1-190 三种不同板厚双相不锈钢冷丝埋弧焊对接接头横截面宏观金相照片

a）单面V形坡口 b）双V形坡口 c）X形坡口

8.焊缝金属的显微组织和铁素体含量

对于双相不锈钢焊缝金属，为获得最佳的综合性能，必须严格控制铁素体的体积分数在合适的范围内。表1-67列出三种焊缝金属铁素体含量测定结果。

表1-67 三种双相不锈钢焊缝金属铁素体体积分数的实测值（FN）

由上列试验数据可见，双相不锈钢添加冷丝埋弧焊接头具有相当高的力学性能。焊缝金属显微组织为典型的铁素体+奥氏体双相组织，只是X-20焊缝金属的铁素含量偏高，但尚未明显影响接头性能，可适当控制焊接热输入量将其降低到合适的范围。