双相不锈钢焊接工艺规范
1 范围
本标准规定了双相不锈钢的焊前准备、人员、工艺要求、工艺过程和检验。
本标准适用于一般强度结构钢和高强度结构钢所组成的各类船体结构及工业性产品中的对接接头及角接接头。对所有焊接位置、板厚均不受限制。
2 规范性引用文件
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Q/RSHI.3.001.ZS.06 船舶建造质量标准
Q/RS 3165-2012 船体结构坡口形式选用规定
Q/RS 3112-2012 船体结构焊缝修补工艺规范
3 一般要求
3.1 人员
必须经过专门培训和考试合格，经有关船级社认可，持有合格证书方可上岗。
3.2 材料
双相不锈钢材材料如下表：
|
型号国家 |
中国 |
美国 |
瑞典 |
德国 |
法国 |
日本 |
|
低合金型 |
00Cr23Ni4N |
UN23
(SAF2304） |
SS232
（SAF2304） |
W．Nr.1.4362 |
UR35N |
DP11 |
|
中合金型 |
00Cr18Ni5Mo3Si2
00Cr22Ni5Mo3N |
UNS S31500
UNS S31803 |
SS2376(3RE60)
SS2377(SAF2205) |
W.Nr.1.4417
W.Nr.1.4462 |
UR45N |
DP1
DP8 |
|
高合金型 |
0Cr25Ni5Mo2
00Cr25Ni7Mo3WCuN |
UNS S32900
UNS S31260 |
SS2324(10RE51) |
W.Nr.1.4460
W.Nr.1.4501 |
|
329J1
329J2L |
|
超级双相钢 |
00Cr25Ni7Mo4N
00Cr25Ni6Mo3CuN |
UNS S32750
UNS S32550 |
SS2328(SAF2507) |
W.Nr.1.4410
W.Nr.1.4507 |
|
UR47N+
UR52N+ |
相对应的焊接材料如下表：
|
焊材种类 |
22%Cr双相钢焊材 |
25%Cr超级双相钢焊材 |
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|
牌 号 |
AWS标准号 |
牌 号 |
AWS标准号 |
|
|
SMAW 焊条 |
22．9．3．LR |
A5．4 E2209-16 |
25．10．4．LR |
A5．4 E2553-16 |
|
22．9．3．LB |
A5．4 E2209-15 |
25．10．4．LB |
A5．4 E2553-15 |
|
|
TIG MIG 焊丝 SAW |
22．8．3．L |
A5．9 ER2209 |
25．10．4．L |
A5．9 ER2553 |
|
FCAW 焊丝 |
22．9．3．LT |
A5．22 E2209T1-4 E2209T0-4 |
—— |
—— |
|
适用被焊材料 |
SAF2205 SAF2304 UNS S31803 UNS S32205 UR35N UR45N等 |
SAF2507 UNS S32750 UNS S32760 UNS S32550 UR47N UR52N等 |
||
注：①SMAW——焊条电弧焊TIG——钨极氩弧焊
MIG——熔化极氩弧焊SAW——埋弧焊
FCAW——药芯焊丝电弧焊
② 焊材牌号后面的符号：
LR——钛型酸性焊条LB——碱性焊条
L——焊丝LT——药芯焊丝
③各种焊材牌号均为瑞典山特维克公司焊材牌号
3.3 环境
室外作业时，当周围的风速大于2米/秒时应采取防风措施（如：加挡风板）。雨雪天气或空气相对湿度大于80%时应采取相应的保护措施（如：挡雨棚或移至室内进行焊接工作。），否则一律不得进行焊接。
3.4 焊接设备
3.4.1 焊接设备应采用设备制造厂生产的专用设备，并应定期进行严格的检测与维修。
3.4.2 焊接电源必须具备必要的电流容量及适合于焊接的电气特性。
3.4.3 送丝机构的控制装置，必须具备与焊接电源输出特性相应的控制机能，必须能均匀地调节焊接电流或电弧电压。
3.4.4 焊枪必须具备必要的电流容量及耐用性能，而且还要有良好的操作性能，必须能稳定地送丝，焊枪的外壳必须有良好的绝缘性能。
3.4.5 使用保护气体时所采用的压力表和流量计必须刻度清晰，能得到稳定的流量，如采用气体加热器必须充分考虑其安全性。
4 焊接
4.1 焊前准备
4.1.1 坡口加工
坡口形式一般受接头的形式、板厚、焊接方法、焊接位置、生产场地的限制，具体的坡口形式以施工图纸为准。
4.1.2 焊前清理
采用机加工制备试板坡口，用不锈钢专用砂轮片打磨坡口及坡口两侧各30mm范围，并用丙酮清洗，以除去氧化膜、油污。
4.1.3 装配
4.1.3.1 在焊前，被焊件应被安装到准确的位置，并检查坡口两侧的板是否对齐，当错边超过Q/RSHI.3.001.ZS.06《船舶建造质量标准》上规定值，间隙超过Q/RS 3165-2012《船体结构坡口形式选用规定》值时，应进行调整。确定符合要求后，拼板对接可以直接用定位焊进行定位，分段大接缝应通过马板进行固定。
4.1.3.2 定定位焊缝焊接时,如果长度过短,焊接未建立起平衡过程即结束,焊缝冷却会很快,可能导致铁素体含量过高、低韧性并因氮化物析出而降低耐腐蚀性能。因此, 如采用定位焊,对定位焊缝的最短长度应进行规定, 且应采用较大热输入规范参数。
4.2 焊接工艺要求
4.2.1 引弧与熄弧
材料表面的弧击和起弧, 是一个瞬间的高温过程, 冷却速度很快,表面显微组织中铁素体含量很高, 这种组织对裂纹和腐蚀很敏感, 应尽力避免, 如果产生必须用细砂轮打磨去除。
4.2.2 预热温度
一般焊接时不需要预热, 但焊件壁厚过大或环境温度过低时, 为防止冷速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。为避免冷却速度过低而引起析出相的产生, 多层/多道焊的层间温度要控制。
4.2.3 焊接工艺规范
不同的焊接方式，不同的板厚、坡口间隙，由于其焊道数不同，则焊接参数的选择也略有不同，具体焊接规范可见下表：
4.2.3.1 TIG焊
填充金属：
|
焊丝 |
SAF2304 |
SAF2205 |
SAF2507 |
|
22．8．3．L |
√ |
√ |
|
|
25．10．4．L |
|
√ |
√ |
保护气体：Ar气，Ar+（1～2%）N2。封底焊时，背面均需要加保护气体，这样可以提高焊缝根部的耐腐蚀性，其背面保护气与正面相同。
典型工艺规范：典型的根部焊道焊接时，I=100A，U=11V，V=60mm/min q=11KJ/cm。
4.2.3.2 SMAW焊：
填充金属：
|
焊丝 |
SAF2304 |
SAF2205 |
SAF2507 |
|
22．9．3．LR |
√ |
√ |
|
|
25．10．4．LR |
|
√ |
√ |
典型工艺规范：
|
焊条直径（mm） |
电流（A） |
电压（V） |
|
|
22.9.3.LR |
25.10.4.LR |
||
|
2.5 |
50～75 |
55～85 |
22～28 |
|
3.25 |
70～120 |
70～110 |
22～28 |
|
4.0 |
90～160 |
110～150 |
22～28 |
4.2.3.3 MIG焊
焊丝：SAF2304和SAF2205可选用22.8.3.L；SAF2507应选用25.10.4.L焊丝。
保护气体：喷射过渡时：Ar+（1～3）%CO2或Ar+（1～3）%O2 。
短路过渡时：Ar或Ar+He+O2混合气。
典型工艺规范：
|
过渡形式 |
焊丝直径（mm） |
电流 （A） |
电压（V） |
|
喷射过渡 |
0.8 |
170～200 |
26 |
|
1.2 |
180～260 |
29 |
|
|
1.6 |
230～350 |
30 |
|
|
短路过渡 |
0.8 |
90～120 |
19～21 |
|
1.2 |
110～140 |
20～22 |
4.2.3.4 SAW焊
焊丝和焊剂：焊丝参见TIG焊接用焊丝；对于三种双相钢，推荐sandvik 15 W焊剂
典型工艺规范：
|
焊丝直径（mm） |
电流（A） |
电压（V） |
干伸长度（mm） |
|
1.6 |
200～350 （300） |
27～31 （28） |
20～25 |
|
2.4 |
250～450 （350） |
28～32 （29） |
|
|
3.2 |
300～500 （400） |
29～34 （30） |
注：括号（）内为典型值。
4.2.3.5 FCAW焊
焊丝：SAF2304及SAF2205可选用22.9.3.LT焊丝。
保护气体：对于E2209 T0-4（平焊用焊丝）可选80%Ar+20%CO2或100%CO2。
E2209 T1-4（全位置焊用焊丝）应选用，80%Ar+20%CO2，气体流量为15～20L/min。
典型工艺规范：
|
焊丝直径（mm） |
焊接位置 |
电流范围（A） |
电压范围（V） |
典型值 |
干伸长度（mm） |
|
1.2 |
平、横焊 |
150～280 |
25～34 |
200A 30V |
15～20 |
|
1.2（P） |
全位置 |
130～250 |
20～34 |
140A 23V |
15～20 |
注：若使用100%CO2气时，电压应加3V。
5 焊接检查
5.1 外观检查
对焊缝中各种缺陷，如表面粗糙、满溢、咬边、气孔、未熔合、宽度高度不足、不成形等缺陷，用气刨刨清缺陷后，按照Q/RS 3112-2012《船体结构焊缝修补工艺规范》进行修补。
5.2 无损检验
根据《无损探伤布置图》的要求进行无损检验。