双相钢S22053与Q345R的焊接工艺

双相钢S22053与Q345R的焊接工艺常见不锈钢材料与碳钢焊接工艺已经非常成熟，但双相钢S22053相对使用较少。众所周知，不锈钢利用氩弧焊焊接是非常有优势的，特别是打底焊，可但该公司焊工还没有取得这方面的资格，根据公司焊工所取得压力容器焊接资格，只能采用手工气体保护焊打底、填充和盖面。根据压力容器及特种设备检验研究院的要求，制定了预焊工艺规程，并制作了试件，进行了力学性能、弯曲等试验，经过两次试验，终于获得了合理的焊接参数，最终顺利完成了一台广西某化工行业用的加压过滤机。1.焊接工艺试验过程（1）焊接人员资质S22053为双相钢，在承压设备焊接工艺评定（NB/T47014—2011）中承压设备用母材分类分组规定其类别号为F-10H，从事操作的焊工应具有相应的资格，该企业焊工持证项次中有SMAW-FeⅣ-1G-12-Fef4J，符合要求。（2）焊接设备及材料焊接设备选用ZX7-400s逆变式直流焊机，此焊机具有引弧电流可调，温度保护功能，母材选用Q345R碳钢（GB713），厚度6mm及双相钢S22053（GB24511），厚度6mm的试件，焊材选用E2209焊条，其化学成分及常温力学性能如表1~表3所示。（3）制定焊接试板评定任务书根据两种母材材质、承压设备焊接工艺评定（NB/T47014-2011）及本公司现有焊接资质，采用手工气体保护焊，试件母材开单边V形坡口，分解为拉伸、弯曲试样，分别为2件、4件；弯曲分为面弯和背弯各两件。（4）制定预焊工艺规程（pWPS）根据公司制定焊接评定编号，本次评定编号为pWPS-32。焊条型号采用E2209，规格为φ2.5mm、φ3.2mm，利用φ2.5mm焊条打底，φ3.2mm焊条填充盖面，单面焊双面成形。坡口形式如图1所示，其焊接参数如表4所示，焊前将焊件近焊缝区20mm范围内的表面浮锈及油污仔细清理干净。表1Q345R钢（GB3274）化学成分（质量分数）（%）表2S22053钢（GB963）化学成分（质量分数）（%）表3E2209焊条化学成分（质量分数）（%）2.结果分析焊接完成自然冷却24h后，进行RT100%探伤，按NB/T47013.2—2015标准，在Ⅲ级合格的基础上进行性能测定，将试件制作成试样，拉伸两件，面弯两件，背弯两件。（1）试验方法拉伸试验按照GB228规定，弯曲试验按照GB232规定，其结果如表5所示。图1坡口形式图2表4对接接头焊接参数表5拉伸、弯曲试验结果（2）弯曲裂纹原因分析弯曲试样裂纹如图2所示。从图2可以看出，裂纹均出现在靠近Q345R钢的热影响区，母材S22053属于双相钢，Q345R是碳钢，焊条E2209含碳量较低，具有较好的焊接工艺性及抗热裂纹的性能，焊材没有问题。S22053是奥氏体型与铁素体型双相不锈钢，从成分及物理性能与Q345R比较看，Cr的含量较高导致热导率、线膨胀系数等方面差别大，在焊接熔池里，液体组织流动速度不一致，在靠近Q345一侧液体母材流动速度较慢，不充分与熔化的填充金属、熔化的S22053母材充分混合，再加上奥氏体中的不饱和氢容易从扩散系数大的Q345R钢一侧逸出，扩散后，Q345R一侧产生脱碳层，另一侧产生增碳层，所以在Q345R钢一侧熔池边缘，容易形成固态和脆性马氏体组织。3.重新制定预焊工艺规程根据以上分析，要获得良好的焊缝组织结构，必须改变焊接参数，为获得晶粒较小组织，必须将焊接电流调小，提高焊接速度，降低层间温度，采用微摆的焊接方法，以增强他们之间的熔合，焊后用石棉保温，以降低其冷却速度，尽量减少形成马氏体组织。焊接参数如表6所示。表6修改后对接接头焊接参数4.试验结果焊接完成保温24h后，按NB/T47013.2—2015标准进行RT100%探伤，在Ⅲ级合格的情况下，同样做了面弯和背弯试验，没有出现裂纹，试验合格。通过本次试