Procés i precaucions de soldadura d'acer inoxidable dúplex 2205
Característiques estructurals: l'austenita i la ferrita en la solució sòlida de l'hivernacle representen aproximadament la meitat de cadascuna i tenen característiques estructurals de doble fase. Manté el baix recompte de conductors, la resistència a les picadures, les esquerdes i les característiques de corrosió per tensió de clorur de l'acer inoxidable ferrític. Té els avantatges d'una bona tenacitat, baixa temperatura de transició fràgil, resistència a la corrosió intergranular, bones propietats mecàniques i soldabilitat.
La resistència a la corrosió i la resistència a l'estrès de l'acer inoxidable dúplex és gairebé el doble que l'acer inoxidable austenític, que pot estalviar materials amb el mateix nivell de pressió. El coeficient d'expansió lineal de l'acer inoxidable austenític és inferior al de l'acer inoxidable austenític i proper al de l'acer de baix carboni. Fer que la connexió entre l'acer inoxidable dúplex i l'acer al carboni sigui més adequada té una importància important per a l'enginyeria. Tant la forja com l'estampació en fred són inferiors a l'acer inoxidable austenític.
Soldabilitat: l'acer inoxidable dúplex 2205 té una bona soldabilitat i té poca sensibilitat a les esquerdes fredes i calentes durant la soldadura. En general, no hi ha preescalfament abans de la soldadura i cap tractament tèrmic després de la soldadura. A causa de l'alt contingut de nitrogen, la tendència de ferrita monofàsica a la zona afectada per la calor és petita. Quan els materials de soldadura es seleccionen correctament i l'energia de la línia de soldadura es controla en aquest moment, té un bon rendiment general.
Esquerdament calent: la sensibilitat del craqueig en calent és molt inferior a la de l'acer inoxidable austenític. Això es deu al fet que el contingut de níquel no és elevat, les impureses que formen fàcilment eutèctics de baix punt de fusió són molt baixes i la pel·lícula líquida de baix punt de fusió no és fàcil de formar. A més, no hi ha perill de creixement ràpid dels grans a altes temperatures.
Fragilització de la zona afectada per la calor: el principal problema de la soldadura d'acer inoxidable dúplex no és la soldadura, sinó la zona afectada per la calor. Atès que la zona afectada per la calor es troba en un estat no equilibrat de refredament ràpid sota l'acció dels cicles de calor de soldadura, sempre es reté més ferrita després del refredament, la qual cosa augmenta la tendència a la corrosió i la susceptibilitat a l'esquerdament (fragilitat) induïda per l'hidrogen.
Metal·lúrgia de soldadura: durant el procés de soldadura d'acer inoxidable dúplex, es produeixen una sèrie de canvis en la microestructura del metall de soldadura i la zona afectada per la calor sota l'acció dels cicles tèrmics. A altes temperatures, l'estructura metal·logràfica de l'acer inoxidable dúplex és ferrita i l'austenita precipita durant el refredament. La quantitat de precipitació d'austenita es veu afectada per molts factors.
Les propietats mecàniques i la resistència a la corrosió de les juntes soldades d'acer inoxidable dúplex depenen de si es pot mantenir la relació adequada d'unió soldada. Per tant, la soldadura gira al voltant de com garantir una estructura de doble cara. Quan la quantitat de ferrita i austenita s'aproxima al 50%, el rendiment és bo i les propietats dels materials base estan a prop les unes de les altres. Canviar aquesta relació reduirà la resistència a la corrosió i les propietats mecàniques de les juntes soldades d'acer inoxidable dúplex. El contingut òptim de ferrita de l'acer inoxidable dúplex 2205 és del 45%. Quan el contingut de ferrita és inferior al 25%, la resistència i la capacitat d'esquerdes per corrosió per estrès disminueixen. Un contingut excessiu de ferrita superior al 75% també afectarà la resistència a la corrosió i reduirà la resistència a l'impacte. .
Factors de comparació: l'equilibri de ferrita i austenita a les juntes soldades no només es veu afectat pel contingut d'elements d'aliatge de l'acer, sinó també pel metall d'aportació, el cicle tèrmic de soldadura i el gas de protecció.
Influència dels elements d'aliatge: segons la investigació i un gran nombre d'experiments, es constata que el nitrogen, el material base, és molt important. El nitrogen té un paper important per garantir una formació suficient d'austenita al metall de soldadura i la zona afectada per la calor després de la soldadura. El nitrogen (com el níquel) forma valors d'austenita i expandeix els elements d'austenita, però la capacitat del nitrogen també és més gran que la del níquel, que pot evitar l'aparició de fases simples després de la soldadura i evitar la precipitació de fases metàl·liques nocives. A causa de la influència del cicle tèrmic de soldadura, quan la composició de la soldadura autògena o del metall d'aportació és la mateixa que la del metall base, el contingut de ferrita del metall de soldadura augmenta bruscament i fins i tot apareix una estructura de ferrita pura. Per tal de suprimir l'augment excessiu de ferrita a la soldadura, el metall de soldadura amb austenita principal és la tendència de soldadura de l'acer inoxidable dúplex. Normalment, els dos mètodes són afegir níquel o nitrogen al material de soldadura. Normalment, el contingut de níquel és d'un 2% a un 4% més gran que el metall base, per exemple, el metall de farciment 2205 té un contingut de níquel de fins a un 8% a un 10%. La proporció de soldadura que conté nitrogen només pot millorar l'efecte de la soldadura de níquel, però l'addició de nitrogen no només pot retardar la precipitació entre metalls, sinó que també pot millorar la resistència i la resistència a la corrosió del metall de soldadura. Actualment, els materials de farciment es basen generalment en afegir níquel i després afegir nitrogen amb el mateix contingut del metall base.
Per a l'acer inoxidable dúplex 2205, s'utilitza filferro de soldadura Sandvik 22.8.3L (ER2209) per a la soldadura TIG, i la varilla de soldadura Avesta 2205AC/DC s'utilitza per a la soldadura TIG per complir els requisits dels materials de soldadura. Aquestes característiques de l'acer inoxidable dúplex 2205 i els materials de soldadura en elements d'aliatge proporcionen un cert rang per a la selecció dels paràmetres del procés de soldadura, és a dir, l'energia de la línia de soldadura, que és molt beneficiosa per a la soldadura.
Cicle tèrmic: la característica més important de la soldadura d'acer inoxidable dúplex és que el cicle de calor de la soldadura té un impacte en l'estructura de la junta soldada. Tant si es tracta de la costura de soldadura com de la zona d'estrella de pel·lícula calenta, es produirà un canvi de fase, que té un gran impacte en el rendiment de la junta soldada. Per tant, la soldadura multicapa i multipass és beneficiosa. Les soldadures posteriors tenen un efecte de tractament tèrmic sobre la soldadura anterior. La ferrita del metall de soldadura es transforma encara més en austenita i l'austenita a la zona afectada per la calor adjacent a la soldadura també s'incrementa, la qual cosa pot refinar els grans de ferrita i reduir la precipitació de carburs i nitrurs de cristalls i gra. límits, millorant així significativament l'estructura i el rendiment de tota la junta soldada. A causa de la influència del cicle tèrmic de soldadura, els cordons de soldadura en contacte amb el medi s'han de soldar amb acer inoxidable dúplex, que és oposat als requisits per a la seqüència de soldadura de l'acer inoxidable austenític.
Influència dels paràmetres del procés: el nombre de processos de soldadura, és a dir, l'energia de la línia de soldadura, també té un paper clau en l'equilibri de la microestructura bifàsica. Com que l'acer inoxidable dúplex té un 100% de ferrita a altes temperatures, si l'energia de la línia és massa petita. Si la velocitat de refredament de la zona afectada per la calor és massa ràpida, la ferrita precipitada excessiva de l'austenita continuarà existint sota el condicions de superrefrigeració de l'hivernacle. Si l'energia de la línia és massa gran i la velocitat de refredament és massa lenta, tot i que es pot obtenir una quantitat suficient d'austenita, també provocarà el creixement del gra de ferrita a la zona afectada per la calor i la precipitació de fases metàl·liques nocives iguals a 0, donant lloc a la fragilitat de les articulacions. . Per evitar la situació anterior, les millors mesures són controlar l'energia de la soldadura i la temperatura d'interpass i utilitzar metall d'aportació.
Influència del gas de protecció: durant la soldadura d'arc de tungstè, es pot afegir un 2% de nitrogen al gas argó per evitar la pèrdua de nitrogen a la superfície de la soldadura a causa de la difusió, la qual cosa és beneficiosa per a l'equilibri entre ferrita i austenita.
