不同焊接工艺焊接22 % Cr-双相不锈钢

1、诺伯特诺伯特.富瑞德瑞希富瑞德瑞希?标准焊接联结处的性能产品应用高抗拉强度高韧性和延展性良好的抗裂纹腐蚀和点蚀能力良好的抗应力腐蚀开裂能力良好的抗侵蚀能力合理的成本和价格 相平衡(铁素体/奥氏体) (Sigma)相(富Cr和Mo相, 产生在600 到1000C温度间) 475C 脆化(最高服役工作温度280C)退火固溶态高铁素体量 ( 70 %)韧性下降抗腐蚀能力下降 (氮化物)高奥氏体量 ( 80 %)SSCC下降抗拉强度下降时间时间 温度温度 析出析出 图图双相钢双相钢 1.44621.45011.450725 % Cr 7 % Ni 4 % Mo Ni (Cu, Ti)1.446222

2、% Cr 5 % Ni 3 % MoNi化学工业海上建设工程技术化学品容器海水应用工程/海水处理容器管道工程1.436223 % Cr 4 % Ni应用典型钢种 EN 10088; SEW 400母材700600500400300200100 0(1.4401/AISI 316)(1.4539/N08904)(6 % Mo)超级双相不锈钢超级双相不锈钢 (25 % Cr)(1.4410/S32550 1.4501/S32760 1.4507/S32750)双相不锈钢双相不锈钢(22 % Cr)(1.4462/S31803)不含不含Mo双相不锈钢双相不锈钢(1.4362/S32304)屈服强度

3、N/mmPRE20 25 30 35 40 45母材母材 1.4462 (UNS S 31803)标准化学成份标准化学成份 重量重量%CSiMnPSCrMo NiNmax.0,030max.1,0max.2,0max.0,035max.0,01521,023,02,53,54,56,50,100,22最低含量要求最低含量要求22,0 2,7 5,50,12标准值标准值*22,5 3,0 5,5 0,14* PREN 34* 改善了可焊接性改善了可焊接性 (HAZ)? 标准焊接联结处的性能产品应用技术标准技术标准DNV(造船业) 27 J-20CSPIE-CAPAG 40 J-20CNAM/NL

4、(NSS 60) 41 J-20CNORSOK/NM (601) 27 J-46CSHELL/UK(ES 124)41 J(27 J min)-50CSAWCN 22/9 N-UP + BB 202FCAWCN 22/9 PW-FDFCAWCN 22/9 N-FDGTAWGMAWCN 22/9 N-IGSMAWFOX CN 22/9 N-B1.4462(UNS S31803)(UNS S32205)C0,03Cr22,8Mo3,2Ni8,7N0,16SMAWFOX CN 22/9 N母材 EN /UNS平均化学组份 %*焊接工艺焊材* PREN = % Cr + 3,3 % Mo + 16 %

5、 N = 34-36CAD 17 / 6384双相不锈钢焊接双相不锈钢焊接 X3CrNiMoN-22-9-3,冲击功值冲击功值冲击功冲击功 Joule ISO-V12010080604020- 60 - 40 - 200+ 20测试温度测试温度 C SMAW basic SMAW rutilbasic- 60 - 40 - 200+ 20GMAWGTAW对比性能对比性能FOX CN 22/9 N金红石碱性药皮金红石碱性药皮FOX CN 22/9 N-B(锂锂金石碱性药皮金石碱性药皮)稳定性AC(电流)DCRP (G+)DCNP (G-)好*非常好好-非常好-脱渣性好好/非常好焊道面好非常好根步

6、焊非常好(G-)非常好(G+)全位置焊好(G+)非常好再起弧性能好*通常困难韧性好非常好*延展性一般非常好*厚度限制是(12 mm时时,可以有较可以有较高焊接热输入高焊接热输入.双相不锈钢双相不锈钢S 31803 (1.4462)焊接技术焊接技术应避免什么应避免什么?铁素体含量铁素体含量 25 % 或或 50 % (GTAW 70 %).焊道上的任何不必要起弧焊道上的任何不必要起弧, 多余的没有填充金属的多余的没有填充金属的“修饰焊接修饰焊接” (重熔重熔).第一填充焊道的第一填充焊道的热焊道热焊道“技术技术 (避免根部焊道的过热避免根部焊道的过热).双相不锈钢双相不锈钢S 31803 (1.

7、4462)焊接技术焊接技术应避免什么应避免什么?过快速和太满的焊接冷却情形过快速和太满的焊接冷却情形 过大的冷缩变形过大的冷缩变形.打磨印或打磨轮停转的非稳定接触打磨印或打磨轮停转的非稳定接触注意保护气体中的氢的作用注意保护气体中的氢的作用双相不锈钢双相不锈钢S 31803 (1.4462)焊接技术焊接技术UNS S 31803/DIN 1.4462钢的焊接钢的焊接层间温度和热输入层间温度和热输入0.5 2.0TWIPublicationRoot: 1.2-2.0 (GTAW)第一填充焊道第一填充焊道 1.5IIWDoc IX-1697-92打底打底 2.0 (GTAW) 足够熔敷金属足够熔敷

8、金属第一填充焊道第一填充焊道 1.0 (GTAW 1.5)Bhlermax. 225CTWIPublicationmax. 150CIIWDoc IX-1697-92max. 150C ( 6 mm)max. 200C ( 12 mm)Bhler层间温度层间温度. (C)热输入热输入(kJ/mm)若有必要若有必要,预热温度为预热温度为 100C, (如特殊情形或接触焊接开裂如特殊情形或接触焊接开裂.)推荐参数的比较推荐参数的比较2030405060708090100110-60 -40 -20 0 +203G1G3G1G测试温度 C冲击功 Joule, ISO-VE碱性.E金红石-碱性.母材:

9、 1.4462 Girth welding on base metal pipes UNS S 31803/1.4462 Procedures and matching filler materials Root pass First filler Further layers a) 1 GTAWman CN 22/9 N-IG GTAWman CN 22/9 N-IG GTAWman CN 22/9 N-IG (GTAWaut) CN 22/9 N-IG (GTAWaut) CN 22/9 N-IG (GTAWaut) CN 22/9 N-IG SMAW FOX CN 22/9 N or F

10、OX CN 22/9 N-B GMAW CN 22/9 PW-FD or CN 22/9 N-FD GMAW CN 22/9 N-IG SAW CN 22/9 N-UP + BB 202 2 GMAW b) GMAW or combination GMAW or combination 3 SMAW SMAW SMAW a) Parameter: Thickness, welding position (1 GR/5 G/6 G), specification b) Special power source and pulse programm T506to.doc 49 mmpipe 508

11、 mmUNS 318031.4462UNS 318031.4462213GTAW保护气保护气: Ar + 20%CO2层间温度层间温度IPT: 150C (300F)预热预热: 100C (210F)焊接位置焊接位置: 5G使用使用CN 22/9 PW-FD 1,2mm药芯焊丝的管道坡口焊接药芯焊丝的管道坡口焊接 V-形坡口联结焊的冲击功形坡口联结焊的冲击功54RunLayerPF (3G)150CNumberPositionIPT 药芯焊丝药芯焊丝 AWS E 2209 T1-4Diameter: 1,2 mmPlate: UNS S 31803/1.4492- 46 - 30 - 20 0

12、 +20 测试温度测试温度 C Ar + 18 % CO2100 % CO2冲击功冲击功 (ISO-V) Joule100 90 80 70 60 50 40CN 22/9 PW-FD (FCAW药芯焊丝药芯焊丝) 15 mm V-形坡口联结焊的冲击功形坡口联结焊的冲击功值值 No.工艺工艺AB摆动连续焊道摆动连续焊道分立焊道分立焊道1打底打底 (GTAW)1,1-1,82第一填充第一填充 (GTAW)1,0-1,33第二填充第二填充(FCAW)1,58-1,614第三填充第三填充(FCAW)1,921,10/1,245盖面盖面 (FCAW)1,621,27/1,15母材:1.4462 dia

13、.240 mm管, 壁厚 15 mmFCAW:CN 22/9 PW-FD 1,2 mm; Corgon 18GTAW:CN 22/9 N-IG; 2,4 mm CN 22/9 PW-FD = E2209T1-4 5 G 焊接位置的管道焊接焊接位置的管道焊接焊道顺序测试温度.C冲击性能AV Joule ISO-VAB摆动连续焊道摆动连续焊道分立焊道分立焊道+2062-63-6955-58-61-3054-55-5954-55-57-4748-50-59 (40)*49-53-56 (40)* *要求要求管道:1.4462 (d = 240 mm; s = 15 mm)打底+第一填充层:CN 22

14、/9 N-IG (GTAW)CN 22/9 PW-FD = E2209T1-4 5 G 焊接位置的管道焊接焊接位置的管道焊接双相钢的埋弧焊SAW 避免不良焊道几何外形避免不良焊道几何外形 枝晶开裂枝晶开裂(枝晶间薄弱点枝晶间薄弱点) 不形成磨菇形的最后焊道不形成磨菇形的最后焊道 有限稀释有限稀释结晶图结晶图5050Speedcm/min2828Volt500 4,0 mm450 3,0 mmAmpsCN 22/9 N-UP/BB 20231/32/36090CN 22/9 N-UP/BB 202AmpsVoltsSpeedcm/min 3,0 mm4502850 4,0 mm500285050

15、0-550AmpsVolts50cm/min470CN 22/9 PW-FD + CN 22/9 N-UP/BB202/mm1st layerCN 22/9 PW-FD1,22nd layerCN 22/9 PW-FD1,23rd layerCN 22/9 N-UP resp.3,04,0Ceramic Backing2904-8KJ/cmcm/minvA803270021. wire DC/2. wire ACdistance of wires: 13 mm8031600tandem2 x 3,2 or 3,0112-1755-603260022055-6032600113-16383045

16、021938304001910-1250-5530-323202stick outmax. 30 mm11-1345-5030 -323203,011G;PA6remarksheatinputVsUsIsbeadno.positionfluxwireplatethicknessmmBase metal:1.4462Preheating:noneInterpass temp.:max. 200C60-70 xx21s = 6 16 mmx = 5 mm for s : 13 16 mmx = 2 mm for s : 6 12 mmuse grinding (ceramic wheels) fo

17、r preparationCN 22/9 N-UPBB 202Corrosion rate (weight loss) in g/m.hr0,0250,031,031,052,3350,0180,0170,170,052,230 80 %)铁素体晶粒中含铁素体晶粒中含Cr-氮化物氮化物母材成份母材成份: 4,75 % Ni/0,10 % N1 mm使用使用FOX CN 22/9 N焊材的管道对接焊接处的结构焊材的管道对接焊接处的结构改进的腐蚀晶相改进的腐蚀晶相黑的腐蚀晶相组织黑的腐蚀晶相组织: 奥氏体奥氏体焊接区36 5 % (metallogr.) 热影响区热影响区HAZ75 85 % ma

18、x.铁素体量:900 m40 m熔敷金属熔敷金属TIG 重熔效果重熔效果双相钢双相钢 1.4462/UNS S 31803根部重熔焊道根部重熔焊道铁素体量铁素体量: 80 % (平均平均)抗腐蚀性抗腐蚀性 和局部变形塑性和局部变形塑性100 m1500 m双相不锈钢双相不锈钢 1.4462与碳钢的异种钢焊接与碳钢的异种钢焊接 22Cr 9Ni 3 Mo N* 3 : 2209 特别注意特别注意NiCrFe-3309L (受限受限)若需焊后热处理若需焊后热处理PWHT 23Cr 12 Ni 2 : 309 L 23Cr 12Ni 3Mo 1 : 309 MoLGrade AS 355 J2G3 (1.0570)说明说明可选焊材可选焊材1.4462/UNS S 3180