一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法，方法包括以下步骤：机加工坡口、坡口组队、定位焊接、打底焊接、填充焊接、反面清根、封底焊接和盖面焊接；方法采用CO2药芯焊丝气体保护焊进行焊接，并采用多层多道焊接，焊接过程中彻底清除每道之间的焊渣和氧化物。通过坡口角度及接头形式设计、选用合理的焊接材料，有效避免了焊接母材对焊缝组织的稀释，使得靠近超级奥氏体904L一侧尽量产生较多的奥氏体组织，提高抗腐蚀性。另外通过选用合理的焊接材料，使焊缝接头能够具有足够的Cr、Ni、Mo等抗腐蚀性和细化晶粒的元素，降低焊接成本。降低焊接成本。降低焊接成本。

【技术实现步骤摘要】
一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法


[0001]本专利技术涉及焊接技术，尤其涉及船用脱硫塔构件制造，具体涉及一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法。

技术介绍

[0002]随着IMO、欧盟及美国等国家和国际组织严格的污染物排放标准实施期限的日益临近，世界各大船用发动机生产厂家及船舶减污设备生产厂家，纷纷开展船舶尾气脱硫装置的研制，以期在满足污染物排放限制的情况下，减少船舶燃油费用和运营成本。
[0003]脱硫装置EGCS的使用环境中充满了高浓度碱液NaoH，柴油器尾气的温度一般在200℃以上，在这种高温高碱度的环境下，对脱硫塔的材质提出了极高的要求。目前脱硫塔的材料主要为双相不锈钢SS2205、超级奥氏体不锈钢904L、镍铬钼合金254SMo等材质。在原材料成本方面，双相不锈钢SS2205单价最低，超级奥氏体不锈钢904L次之，镍铬钼合金254SMo价格最高。虽然双相不锈钢SS2205的单价较低，但在设计过程中必须增加厚度才能达到904L或254SMo的抗腐蚀性，综合成本反而偏高。为了节约制造成本，在设计上采用混合材质，以达到使用强度、抗腐蚀性的平衡。其中双相不锈钢SS2205和超级奥氏体不锈钢904L是主要的结构材质，双不锈钢SS2205的强度是普通奥氏体不锈钢316L的2倍左右，同时具有良好的抗腐蚀性。超级奥氏体不锈钢904L具有优异的高温抗腐蚀性，因此主要应用在脱硫塔进气口和洗涤液收集部位。但由于双相不锈钢SS2205和超级奥氏体不锈钢904L具有不同的组织和化学成分，在实际焊接中具有很大的难度。在船用脱硫装置领域，目前并没有特别成熟的针对SS2205和904L两种材料之间的焊接方法。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法，其能解决上述问题。
[0005]本专利技术的目的采用以下技术方案实现：
[0006]一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法，方法包括以下步骤：
[0007]1)对双相不锈钢SS2205和超级奥氏体不锈钢904L进行坡口加工，坡口加工采用机械方式。SS2205一侧的坡口角度为45
°
，904L一侧的坡口角度为15
°
，二者组成60
°
坡口。
[0008]2)根据焊缝接头形式，对二者进行组对，二者间的根部间隙为3
‑
4mm。
[0009]3)定位焊接。
[0010]4)打底焊接。
[0011]5)填充焊接。
[0012]6)反面清根
[0013]7)封底焊接。
[0014]8)盖面焊接。
[0015]优选的，采用CO2气体保护焊(FCAW)进行焊接。
[0016]优选的，焊接方法采用多层多道焊接，焊接过程中彻底清除每道之间的焊渣和氧化物。
[0017]优选的，焊接的道间温度不超过100℃。
[0018]优选的，上述异种钢的焊接方法形成的焊件应在船用脱硫塔装置(EGCS)的焊接制作。
[0019]相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：通过坡口角度及接头形式设计、选用合理的焊接材料，有效避免了焊接母材对焊缝组织的稀释，使得靠近超级奥氏体904L一侧尽量产生较多的奥氏体组织，提高抗腐蚀性。另外通过选用合理的焊接材料，使焊缝接头能够具有足够的Cr、Ni、Mo等抗腐蚀性和细化晶粒的元素，降低焊接成本。
附图说明
[0020]图1为两种异种钢的坡口设计示意图；
[0021]图2为两种异种钢焊接工艺中多层焊道示意图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0023]一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法，方法包括以下步骤：
[0024]1)坡口加工，参见图1，机加工双相不锈钢坡口角度为α，机加工超级奥氏体不锈钢坡口角度为β。
[0025]其中，双相不锈钢为SS2205，超级奥氏体不锈钢为904L，α＝30～50
°
，β＝10～30
°
，且α+β构成60
°
的V形坡口。
[0026]一个具体实施例中，α＝45
°
，β＝15
°
。
[0027]2)根据焊缝接头形式，对两个待加工异种钢组对，二者间的根部间隙为h＝3
‑
4mm。
[0028]3)定位焊接，即定位焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
170A，焊接电压23
‑
25V，焊接速度25
‑
27cm/min，极性DCEP，摆幅为2.0mm，热输入量6.1
‑
8.2KJ/cm，定位焊长度30mm。
[0029]4)打底焊接，即打底层焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
170A，焊接电压23
‑
25V，焊接速度25
‑
27cm/min，极性DCEP，摆幅为2.0mm，热输入量6.1
‑
8.2KJ/cm。
[0030]5)填充焊接，即填充层焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
190A，焊接电压23
‑
29V，焊接速度25
‑
30cm/min，极性DCEP，摆幅为5.0mm，热输入量5.5
‑
10.6KJ/cm。
[0031]6)反面清根，反面采用打磨的方式进行清根，彻底去除氧化皮。
[0032]7)封底焊接，即反面封底层焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
170A，焊接电压23
‑
25V，焊接速度25
‑
27cm/min，极性DCEP，摆幅为2.0mm，热输入量6.1
‑
8.2KJ/cm。
[0033]8)盖面焊接，即盖面层焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
190A，焊接电压23
‑
29V，焊接速度25
‑
30cm/min，极性DCEP，摆幅为5.0mm，热输入量5.5
‑
10.6KJ/cm。
[0034]上述方案中的焊接方法，采用CO2药芯焊丝气体保护焊进行焊接。其中，焊丝化学本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双相不锈钢和超级奥氏体不锈钢异种钢的焊接方法，其特征在于，方法包括以下步骤：1)坡口加工，机加工双相不锈钢坡口角度为α，机加工超级奥氏体不锈钢坡口角度为β；2)根据焊缝接头形式，对两个待加工异种钢组对，二者间的根部间隙为h＝3
‑
4mm；3)定位焊接，即定位焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
170A，焊接电压23
‑
25V，焊接速度25
‑
27cm/min，极性DCEP，摆幅为2.0mm，热输入量6.1
‑
8.2KJ/cm，定位焊长度30mm；4)打底焊接，即打底层焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
170A，焊接电压23
‑
25V，焊接速度25
‑
27cm/min，极性DCEP，摆幅为2.0mm，热输入量6.1
‑
8.2KJ/cm；5)填充焊接，即填充层焊缝：保护气体流量12
‑
15L/min，焊接电流150
‑
190A，焊接电压23
‑
29V，焊接速度25
‑
30cm/min，极性DCEP，摆幅为5.0mm，热输入量5.5
‑
10.6KJ/cm；6)反面清根，反面采用打磨的方式进行清根，彻底去除氧化皮；7)封底焊接，即反面封底层焊缝：保护气体流量12
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，许久海，安宏宇，张路宽，
申请(专利权)人：中船海洋动力部件有限公司，
类型：发明
国别省市：