一种S32750超级双相不锈钢冷轧薄板自熔焊接方法与流程

本发明涉及一种s32750超级双相不锈钢冷轧薄板自熔焊接方法，属于不锈钢冷轧薄板焊接领域。

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。而对于制管行业，则希望使用高效、低成本的不填丝自熔焊接。由于s32750超级双相不锈钢薄板生产难度大，国内还未实现批量生产，所以目前对于其自熔焊接的研究还很少。现有技术均为填丝的焊接方法，对于s32750超级双相不锈钢薄板在制管行业的应用并不经济。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种针对于s32750超级双相不锈钢薄板的自熔焊接方法，该方法无需填丝，就可以抑制焊接过程中熔池n的逸出，并通过对焊接热输入的控制，使焊缝和热影响区的奥氏体、铁素体两相比例保持在合理的范围内，保证焊接接头良好的耐蚀性能和力学性能。

本发明涉及的s32750超级双相不锈钢成分（质量百分比）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s32750超级双相不锈钢厚度为0.3~1.5mm。

本发明采用以下技术方案：

一种s32750超级双相不锈钢冷轧薄板自熔焊接方法，包括以下步骤：

（1）采用冷剪切加工对钢板进行切割，对焊件表面进行除油除锈处理，直至出现金属光泽，组对形成i型坡口，不留间隙；

（2）采用tig焊接方法对焊件进行焊接，不填充焊丝，焊枪保护气体为ar+6~10%n2（体积比），气体流量为13~14l/min；焊件背面保护气体为n2，气体流量为8~10l/min；焊接热输入控制在100~400j/mm；焊接层间温度在50℃以下。

（3）焊接完成后，对焊缝及两侧30mm范围进行酸洗钝化处理，去除焊缝表面的氧化层，形成钝化膜。

进一步地，所述的焊接方法不需预热和焊后热处理。

进一步地，焊枪保护气体为ar+7-9%n2（氩气中含有体积比为7-9%的n2）。本发明采用ar、n2混合气体作为焊枪保护气体，采用n2作为焊接背面保护气体的tig焊接方法可有效抑制焊接过程中熔池的n逸出。

本发明的有益效果：

本发明可有效抑制焊接过程中熔池的n逸出，并加以对焊接热输入的控制，使焊缝和热影响区的奥氏体、铁素体两相比例保持在合理的范围内，保证焊接接头的耐蚀性能和力学性能不低于母材。本发明所述的方法操作简便，焊缝成形美观。

附图说明

图1是本发明实施例1的焊缝金相照片。

图2是本发明实施例1的haz金相照片。

具体实施方式

下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。

实施例1：

以1.2mm厚度s32750超级双相不锈钢板材为例，对本发明进一步详细地说明，操作步骤如下：

（1）s32750超级双相不锈钢薄板的化学成分：

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％，其余为铁和不可避免的杂质。

（2）采用冷剪切加工对钢板进行切割，对焊件表面进行除油除锈处理，直至出现金属光泽，组对形成i型坡口，不留间隙。

（3）采用直径2.4mm的钨极对焊件进行tig焊接，焊枪保护气体为ar+8%n2，气体流量为13l/min，焊件背面保护气体为n2，气体流量为9l/min。

（4）焊接电流为150a，焊接速度为500mm/min。焊接热输入控制在150~300j/mm之间。

（5）采用酸洗钝化处理，去除焊缝表面的氧化层，形成钝化膜。

经上述步骤焊接完成后，对焊接接头进行焊缝n含量检测、相比例检测、力学性能、点蚀性能检测。结果如下：

①焊缝n含量为0.2563%，母材n含量为0.2547%，二者接近；

②图1为焊缝金相组织照片，铁素体体积分数为54.25%；

③图2为焊接接头haz金相组织照片，铁素体体积分数为46.80%；

④使用铁素体仪测量焊缝金属铁素体含量，随机测量三个点分别为45.7%、46.7%和49.3%，平均值为47.2%；

⑤焊接接头试件抗拉强度为938mpa，断于母材；

⑥焊接接头在40℃的fecl3+hcl溶液中的平均腐蚀速率为2.308mmd（mmd为腐蚀率的单位，表示mg/(dm^2*day)，每天每平方分米腐蚀掉多少mg），小于5mmd，符合标准astma923方法c规定。

实施例2：

以0.8mm厚度s32750超级双相不锈钢板材为例，对本发明进一步详细地说明，操作步骤如下：

（1）s32750超级双相不锈钢薄板的化学成分：

c：0.027％si：0.65％mn：0.92％p：0.025％s：0.001％cr：25.11％ni：7.01％mo：4.04％n：0.2519％，其余为铁和不可避免的杂质。

（2）采用冷剪切加工对钢板进行切割，对焊件表面进行除油除锈处理，直至出现金属光泽，组对形成i型坡口，不留间隙。

（3）采用直径2.4mm的钨极对焊件进行tig焊接，焊枪保护气体为ar+7%n2，气体流量为13l/min；焊件背面保护气体为n2，气体流量为8l/min。

（4）焊接电流为100a，焊接速度为400mm/min。焊接热输入控制在100~200j/mm之间。

（5）采用酸洗钝化处理，去除焊缝表面的氧化层，形成钝化膜。

经上述步骤焊接完成后，焊接接头的焊缝n含量、相比例、力学性能、点蚀性能均可达到实施例1的效果。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种S32750超级双相不锈钢冷轧薄板自熔焊接方法，针对S32750超级双相不锈钢冷轧薄板，厚度为0.3~1.5mm。采用Ar+6~10%N2混合气体作为焊枪保护气体，采用N2作为焊接背面保护气体的不填丝TIG焊接方法，可有效抑制焊接过程中熔池的N逸出，并对焊接热输入加以控制，使焊缝和热影响区的奥氏体、铁素体两相比例保持在合理的范围内，保证焊接接头的耐蚀性能和力学性能不低于母材。本发明所述的方法操作简便，焊缝成形美观；实现了S32750超级双相不锈钢冷轧薄板的高效、低成本焊接。

技术研发人员：柳阳;李国平;王立新;王秋平
受保护的技术使用者：山西太钢不锈钢股份有限公司
技术研发日：2017.11.03
技术公布日：2018.04.13