不同焊接工艺对S32205钢管焊接接头性能的影响

赵承先，陈兆坤，杨永磊，张祖禄，王长文，王玉利

1.中国石油天然气第七建设有限公司，山东青岛 266300

2.青海油田格尔木炼油厂，青海格尔木 816099

在实际焊接过程中发现，对于同样的焊接工艺，选用不同的保护气体对S32205双相不锈钢管焊接质量（即铁素体与奥氏体的相比例、耐腐蚀能力）有较大的影响；同样采用GTAW和SMAW焊接方法焊接，由于受热不均及温度变化等工艺因素，会影响双相钢焊接接头中两相比例，当焊接材料选定后，不同焊接方法对双相钢焊接接头性能也会造成较大影响，为此，开展了本项目的实验研究工作。

1 焊接试验

1.1 试验材料、设备及焊接方法

试验用钢管S32205执行标准为ASTM A790M-10，规格为φ168.3 mm×10.97 mm；焊丝ER2209执行标准为AWSA5.9，规格为φ2.4mm；焊条E2209-16执行标准为GB/T 983，规格为φ3.2 mm。上述材料化学成分的质量分数如表1所示。

表1 材料化学成分（质量分数/%）

试验设备采用逆变式直流弧焊电源，采用GTAW和SMAW两种焊接方法进行焊接。

对于焊接保护气体，当采用钨极气体保护焊时，一组试验采用纯氩气体（体积分数为99.999%Ar）进行焊接保护；另一组试验坡口侧采用体积分数为98% Ar+2% N2混合保护气体进行焊接保护，背面采用纯度为99.999% Ar（体积分数）的纯氩气体进行焊接保护。

1.2 焊接工艺制定

焊接双相不锈钢一般不需要预热，但当焊件厚度过大或环境温度过低时，为防止冷却过快造成焊缝和热影响区铁素体含量过高，必要时要采取预热措施。为严格控制热输入亦采用多层多道焊，但要控制好后焊焊道对前层焊道的热处理作用，有利于焊缝金属中的铁素体相和奥氏体相维持在相对平衡的状态，焊接热输入量一般控制在9～16 kJ/cm范围内。……