2205双相内衬不锈钢复合管焊接工艺（2)

1.3焊接工艺 1.3.1焊前准备

复合管坡口采用坡口机加工，封焊前用丙酮将焊接坡口及其两侧的油脂、灰尘、水等彻底清理，防止杂质对焊缝质量产生不利影响。将焊丝用丙酮擦拭，焊条按有关规定进行烘干。保护气体采用氩气，气体纯度大于99.99%。焊前不预热。

1.3.2封焊焊接

复合管是机械结合的，因此，在进行复合管衬层焊接前有必要进行封焊。复合管封焊主要目的包括两个方面:

①防止运输和存放过程中基衬松动和杂质等进入;

②在打底焊过程中，起到隔离碳钢的作用，减少碳钢对衬层焊缝的稀释作用，保证焊缝中铬镍合金元素含量，从而确保焊缝的耐腐蚀性能。

封焊焊接线能量不宜过大，否则会增加碳钢在封焊时的熔合比,使焊缝C含量以及S,P，等有害杂质元素含量增加，恶化衬层耐蚀性。

1.3.3打底焊焊接

打底焊的目的是保证衬层焊缝显微组织为铁素体和奥氏体双相组织，化学成分与2205双相不锈钢母材相近，保证衬层的耐蚀性。因此，我们采用ER2209双相不锈钢焊丝进行打底焊。

封焊完成后,因为封焊过程中会将衬管有所氧化，管端内壁需要用内磨机打磨，露出金属光泽。然后进行坡口组对,安装氩气保护装置，焊前 5 min通人氩气，保证保护气氛的质量。

打底焊的焊接工艺尽量采用小电流、快速焊，焊缝颜色以银白色最佳，金黄色和蓝色为合格。

过渡焊烊接

打底焊后，如果直接采用碳钢焊条进行基管焊接，不可避免会出现衬层焊缝的合金元素稀释以及焊缝增C、可能出现裂纹等问题，因此，必须进行过渡焊接。

过渡焊采用手工电弧焊，焊条采用E2209 - 17焊条，该焊条具有良好的焊接性和抗热裂纹性能。过渡焊焊接规范采用较低的焊接线能量，减少过渡焊对打底焊的热处理作用，防止打底焊焊缝的奥氏体含量过高引起的焊缝的耐蚀性降低。

在过渡焊过程中，始终保持管内氩气保护，防止管内焊缝出现氧化现象。

盖面焊焊接

过渡焊完成后，只剩部分基管需要进行焊接。因此,为了提高焊接效率，采用普通的E4315低氢焊条进行焊接。同时，为了增加焊接工艺的选择，采用ER2209 -17焊条继续进行盖面焊。

上述是整个复合管环焊的工艺规范。本试验采用两种焊接工艺，工艺参数分别见表8和表9，表中DC-表示钨极接负,DC+表示焊条接正。

层间温度的控制

与奥氏体钢相比，双相不锈钢具有导热性好、热膨胀系数低的特点，因此不会产生很大的残余应力，具有更高的抵抗热裂纹的能力。因此,双相不锈钢的焊接可以采用大线能量。本次试验层间温度控制在100摄氏度以下。

2焊接接头检测方法

对复合管环焊焊缝按照S/Y 6623-2003 《内覆或衬里耐腐蚀合金复合钢管规范》进行评定。检测试验项目包括常规的X射线检验、接头拉伸、弯曲试验、化学成分分析、金相组织检验。

2.1力学性能试验

拉伸试验:根据ASME IX标准在300kN万能试验机上进行拉伸试验。

弯曲试验:根据ASME IX标准在300KN万能试验机上进行弯曲试验，弯曲角度为180。，弯头半径为4a(a为试样厚度〉。

2.2金相组织观察

将焊接试样沿与焊缝垂直的方向切开并切割成小块，用金相砂纸打磨、抛光后，采用碱性赤血盐溶液腐蚀焊接接头金相试样。在― GX51金相显微镜下观察不同焊接工艺的复合管环焊接头的显微组织。

3试验结果及分析

对环焊试样衬层焊缝进行X射线探伤的结果为I级合格，力学性能测试结果见表10，复合管衬层焊缝化学成分见表11，焊接工艺一的衬层焊缝主要合金元素线扫描结果如图2所示，焊接工艺二的复合管焊缝金相组织如图3所示。

通过表10可以看出:焊缝的抗拉强度、屈服强度均高于母材，均在母材上断裂，接头拉伸性能满足标准要求;焊缝弯曲180。后受拉面完好，表明接头的延塑性良好。

通过表11与表1对比可以看出，焊缝的主要合金元素与2205不锈钢母材的元素含量相近， C，S，P等也符合相关要求；同时在图2中，2205 内衬不锈钢复合管环焊衬层焊缝的化学元素线扫描测试结果与化学成分测试结果相一致。

通过图3看出，复合管衬层焊缝和热影响区均为铁素体和奥氏体双相组织，奥氏体以条状、块状分布在铁素体基体上，以柱状晶为主，奥氏体含量约60%。热影响区没有出现单相铁素体，也没有发现金属间析出相的产生。焊接热影响区近缝区的铁素体含量不会超过65%，满足技术条件要求。与母材相比，焊缝的奥氏体含量更大，晶粒更加粗大,这主要是由于打底焊后进行的过渡焊等工艺焊接热输人较大，相当于对衬层环焊进行多重热处理过程，促进了焊缝组织中的更多铁素体转变为奥氏体。这对焊缝的塑韧性和耐蚀性更加有利。综上所述，2205双相内衬不锈钢复合管的焊接工艺安排合理，焊接工艺参数正确，评定结果满足相关标准要求，焊接接头性能优良，完全满足该复合管的生产需要。