不同保護(hù)氣體下的超級(jí)雙相不銹鋼焊接工藝研究

李海龍

摘要：超級(jí)雙相不銹鋼本身就具有一定的良好的焊接性能，并且在與其他成分和類型的不銹鋼相比較也具有較強(qiáng)的耐腐蝕性和更高的強(qiáng)度，但超級(jí)雙相不銹鋼在焊接過程中所產(chǎn)生的性能中的耐腐蝕性和強(qiáng)度同時(shí)也取決于在焊接中接觸到的氣體的特性，本文將重點(diǎn)探討不同氣體影響下的焊接過程對(duì)于超級(jí)雙相不銹鋼特性的影響效果分析，并且將不同氣體混合而成的混合氣體也當(dāng)成影響焊接性能的一個(gè)重要影響因素，以此來發(fā)現(xiàn)能夠增強(qiáng)不銹鋼性能的最佳保護(hù)氣體。

關(guān)鍵詞：雙相不銹鋼；焊接；保護(hù)氣體

引言：

在進(jìn)行超級(jí)雙相不銹鋼焊接過程中不同保護(hù)氣體形成的影響研究分析之前需要首先明確超級(jí)雙相不銹鋼本身具有的性能特點(diǎn)以及與其他不銹鋼相比較而言的特殊的性能，以及超級(jí)雙相不銹鋼使用過程中展現(xiàn)出來的優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用在具體領(lǐng)域中的體現(xiàn)，超級(jí)雙相不銹鋼的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)嶋H上是十分廣泛且深刻的，因此也展現(xiàn)著具有研究價(jià)值和發(fā)展前景的不銹鋼研究領(lǐng)域，而本文所研究的不同保護(hù)氣體對(duì)于超級(jí)雙相不銹鋼的影響也是從側(cè)面來擴(kuò)展雙相不銹鋼的應(yīng)用范圍。

一、超級(jí)雙相不銹鋼本身具有的特性優(yōu)勢(shì)以及應(yīng)用范圍

（一）超級(jí)雙相不銹鋼本身具有的特性優(yōu)勢(shì)

在進(jìn)行超級(jí)雙相不銹鋼特性分析之前需要明確存在的其他類型的不銹鋼類型，目前較為常見的不銹鋼類型包括含有鐵元素的鐵素體不銹鋼，在特性方面也存在一定的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，但在焊接熱影響區(qū)方面會(huì)存在相對(duì)的劣勢(shì)以及應(yīng)用范圍不夠廣泛的情況，而雙相不銹鋼由于其含有的化學(xué)元素與鐵素體不銹鋼的區(qū)別而呈現(xiàn)出在這方面的存在優(yōu)勢(shì)，表現(xiàn)在具有更加廣闊的焊接熱影響區(qū)以此來增強(qiáng)雙相不銹鋼焊接過程的效率和范圍。值得注意的一點(diǎn)是，除了本身具有的化學(xué)元素的構(gòu)成使得雙相不銹鋼能夠有效緩解范圍不夠廣泛等缺點(diǎn)以外，雙相不銹鋼的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在與奧氏體不銹鋼相比較而言的塑韌性的強(qiáng)度較高，主要原因在于雙相不銹鋼的焊接性能中的晶粒始終保持良好的狀態(tài)而不會(huì)像奧氏體不銹鋼一樣出現(xiàn)晶粒嚴(yán)重粗化的狀況[1]。

（二）超級(jí)雙相不銹鋼的廣泛的應(yīng)用范圍和研究的價(jià)值

超級(jí)雙相不銹鋼由于其特有的性能和相比較而言的優(yōu)勢(shì)而成為工業(yè)發(fā)展中較為重要的材料，其應(yīng)用的場(chǎng)景不僅包括了建筑行業(yè)中的材料使用，更由于其制作的流程化和程序化而形成較大的生產(chǎn)規(guī)模，因此在工業(yè)領(lǐng)域中的石油化工產(chǎn)業(yè)盛產(chǎn)中也成為了設(shè)備管理中的重要材料，以及包括輸油管道和輸氣管道以及造紙等機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域中，所依賴的便是雙相不銹鋼材料與其他氣體反應(yīng)過程中呈現(xiàn)的穩(wěn)定性和不易被影響的特性[2]。

二、對(duì)超級(jí)雙相不銹鋼焊接性能造成影響的保護(hù)氣體介紹

（一）不同保護(hù)氣體中含氮量的不同程度的影響分析

在進(jìn)行保護(hù)氣體的分類介紹過程中可以明確的是，一般情況下的雙相不銹鋼是綜合了鐵素體不銹鋼的焊接性能優(yōu)勢(shì)以及奧氏體不銹鋼的相對(duì)的焊接優(yōu)點(diǎn)后結(jié)合而成的不銹鋼便稱作雙相不銹鋼，而超級(jí)雙相不銹鋼則指的是在添加一定的保護(hù)氣體后所形成的性能更加良好的狀態(tài)的不銹鋼體，在比例運(yùn)作方面來分析雙相不銹鋼的構(gòu)成部分可以看出最為合理的比例是鐵素體與奧氏體各占一半，并且在進(jìn)行加熱的過程中也應(yīng)該保證奧氏體占據(jù)的比例不低于40%的比例，這樣的比例特點(diǎn)是為了結(jié)合奧氏體獨(dú)有的性能來增強(qiáng)雙相不銹鋼在使用中的耐腐蝕性[3]。同時(shí)在加強(qiáng)雙相不銹鋼焊接強(qiáng)度的程度上還應(yīng)該增加不銹鋼內(nèi)的含氮量來形成更加有效的強(qiáng)度，實(shí)驗(yàn)證明在增加了部分比例的含氮量后會(huì)從一定程度上增加雙相不銹鋼焊接中的接頭的韌性，但同時(shí)也應(yīng)該減少一定的比例其他元素來保證焊接過程中各種元素的平衡程度，因此這部分中所涉及到的氣體和化學(xué)元素還包括有鉻元素和氮元素組成的Cr2N。

（二）保護(hù)氣體中的惰性氣體的選擇對(duì)雙相不銹鋼性能造成的影響分析

為了保護(hù)雙相不銹鋼在焊接過程中接頭的強(qiáng)度以及鎢絲的穩(wěn)定性和安全性便需要一定的量的惰性氣體來進(jìn)行焊接過程的氣體保護(hù)。在以往的研究中可以明確認(rèn)識(shí)到能夠進(jìn)行焊接接頭保護(hù)氣體一般情況下會(huì)包括有氬氣在內(nèi)的稀有氣體選擇，而以往的實(shí)驗(yàn)也證明了氬氣能夠在一定程度上保護(hù)到焊接過程中不銹鋼的焊接接頭，因此在本文中主要分析氬氣體的影響過程以及產(chǎn)生的具體影響效果。氬氣體的選擇主要目的是在進(jìn)行焊接的過程中隔離開氧氣的影響而形成一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的保護(hù)層，所利用的原理在于惰性氣體與空氣中其他氣體的反應(yīng)能力會(huì)使得這個(gè)部分與空氣隔離，也能夠從某種程度上保護(hù)到焊接熱影響區(qū)的范圍[4]。在進(jìn)行保護(hù)氣體選擇過程中一般會(huì)首先考慮到惰性氣體用來隔離空氣的功能，并且在普通的不銹鋼焊接中會(huì)使用純氬氣體的保護(hù)來構(gòu)成焊接的整體過程，并且在使用氬氣體的同時(shí)還會(huì)減少化學(xué)元素適應(yīng)過程中的消耗程度，由于惰性氣體中氬氣體會(huì)產(chǎn)生比空氣密度更大的狀況而形成較為嚴(yán)密的保護(hù)層，因此產(chǎn)生的效果相較于其他氣體而言更加高效。具體使用方式也較為容易和簡單，在實(shí)際的焊接進(jìn)行中將部分氬氣體通入焊接范圍區(qū)內(nèi)便可以對(duì)焊接的弧度和整體焊接范圍形成一定的保護(hù)。另外氬氣體的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在高溫環(huán)境下也不會(huì)與其他氣體以及金屬材料中的化學(xué)元素形成化學(xué)反應(yīng)而破壞保護(hù)層穩(wěn)定性的影響，不溶于液態(tài)和不傳導(dǎo)熱氣而形成熱度保護(hù)的性能也使得這一氣體成為了焊接過程中用來制作保護(hù)層的必要?dú)怏w。

（三）綜合分析含氮量與氬氣體的影響而形成的元素組合比例

在對(duì)惰性氣體中的氬氣體進(jìn)行分析過程中可以發(fā)現(xiàn)很多特有的優(yōu)勢(shì)和氣體元素的不可替代性，但在超級(jí)雙相不銹鋼進(jìn)行焊接過程中需要考慮到其與其他普通不銹鋼存在的差異，即在焊接接頭的耐腐蝕性和強(qiáng)度以及焊接熱范圍區(qū)域的程度等，因此不僅需要一定量的氬氣體來保護(hù)焊接熱傳導(dǎo)以及保護(hù)層形成的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，也需要合理的含氮量來形成較強(qiáng)的耐腐蝕性，因此在比例方面綜合研究領(lǐng)域內(nèi)學(xué)者研究成果可以形成75%氬氣體和25%含氮量比例來組成焊接過程的保護(hù)氣體。

三、結(jié)束語

超級(jí)雙相不銹鋼焊接過程中的工藝技術(shù)選擇包含了對(duì)不同保護(hù)氣體的性能認(rèn)知和比例把控，也需要明確雙相不銹鋼本身存在的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用范圍來確定在焊接過程中需要額外注重的內(nèi)容，體現(xiàn)在最終獲得的混合保護(hù)氣體的比例構(gòu)成。

參考文獻(xiàn)

[1]汪永強(qiáng)，畢曉玲，劉秀英等.不同保護(hù)氣體下雙相不銹鋼焊接接頭屬性研究[J].機(jī)電信息，2016，（3）：75，77.

[2]杜東方，肖峰，孫學(xué)杰等.氮?dú)鈱?duì)SAF2507雙相不銹鋼GTAW焊接接頭組織與性能影響[J].電焊機(jī)，2015，45（10）：145-149.

[3]代維，羅騰奘，王帆等.不同焊接工藝雙相不銹鋼焊接接頭的組織和力學(xué)性能[J].金屬熱處理，2018，43（5）：175-180.

[4]常靜，梁艷，羅磊等.S31803雙相不銹鋼焊接接頭組織及耐蝕性能研究[J].電焊機(jī)，2018，48（4）：69-72.

（作者單位：江蘇深綠新能源科技有限公司）