雙相不銹鋼焊接工藝規(guī)范
1 范圍
本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了雙相不銹鋼的焊前準(zhǔn)備、人員、工藝要求、工藝過(guò)程和檢驗(yàn)。
本標(biāo)準(zhǔn)適用于一般強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼所組成的各類船體結(jié)構(gòu)及工業(yè)性產(chǎn)品中的對(duì)接接頭及角接接頭。對(duì)所有焊接位置、板厚均不受限制。
2 規(guī)范性引用文件
下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。
Q/RSHI.3.001.ZS.06 船舶建造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)
Q/RS 3165-2012 船體結(jié)構(gòu)坡口形式選用規(guī)定
Q/RS 3112-2012 船體結(jié)構(gòu)焊縫修補(bǔ)工藝規(guī)范
3 一般要求
3.1 人員
必須經(jīng)過(guò)專門培訓(xùn)和考試合格，經(jīng)有關(guān)船級(jí)社認(rèn)可，持有合格證書(shū)方可上崗。
3.2 材料
雙相不銹鋼材材料如下表：
|
型號(hào)國(guó)家 |
中國(guó) |
美國(guó) |
瑞典 |
德國(guó) |
法國(guó) |
日本 |
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低合金型 |
00Cr23Ni4N |
UN23
(SAF2304） |
SS232
（SAF2304） |
W．Nr.1.4362 |
UR35N |
DP11 |
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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 |
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高合金型 |
0Cr25Ni5Mo2
00Cr25Ni7Mo3WCuN |
UNS S32900
UNS S31260 |
SS2324(10RE51) |
W.Nr.1.4460
W.Nr.1.4501 |
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329J1
329J2L |
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超級(jí)雙相鋼 |
00Cr25Ni7Mo4N
00Cr25Ni6Mo3CuN |
UNS S32750
UNS S32550 |
SS2328(SAF2507) |
W.Nr.1.4410
W.Nr.1.4507 |
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UR47N+
UR52N+ |
相對(duì)應(yīng)的焊接材料如下表：
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焊材種類 |
22%Cr雙相鋼焊材 |
25%Cr超級(jí)雙相鋼焊材 |
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牌 號(hào) |
AWS標(biāo)準(zhǔn)號(hào) |
牌 號(hào) |
AWS標(biāo)準(zhǔn)號(hào) |
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|
SMAW 焊條 |
22．9．3．LR |
A5．4 E2209-16 |
25．10．4．LR |
A5．4 E2553-16 |
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22．9．3．LB |
A5．4 E2209-15 |
25．10．4．LB |
A5．4 E2553-15 |
|
|
TIG MIG 焊絲 SAW |
22．8．3．L |
A5．9 ER2209 |
25．10．4．L |
A5．9 ER2553 |
|
FCAW 焊絲 |
22．9．3．LT |
A5．22 E2209T1-4 E2209T0-4 |
—— |
—— |
|
適用被焊材料 |
SAF2205 SAF2304 UNS S31803 UNS S32205 UR35N UR45N等 |
SAF2507 UNS S32750 UNS S32760 UNS S32550 UR47N UR52N等 |
||
注：①SMAW——焊條電弧焊TIG——鎢極氬弧焊
MIG——熔化極氬弧焊SAW——埋弧焊
FCAW——藥芯焊絲電弧焊
② 焊材牌號(hào)后面的符號(hào)：
LR——鈦型酸性焊條LB——堿性焊條
L——焊絲LT——藥芯焊絲
③各種焊材牌號(hào)均為瑞典山特維克公司焊材牌號(hào)
3.3 環(huán)境
室外作業(yè)時(shí)，當(dāng)周圍的風(fēng)速大于2米/秒時(shí)應(yīng)采取防風(fēng)措施（如：加擋風(fēng)板）。雨雪天氣或空氣相對(duì)濕度大于80%時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)的保護(hù)措施（如：擋雨棚或移至室內(nèi)進(jìn)行焊接工作。），否則一律不得進(jìn)行焊接。
3.4 焊接設(shè)備
3.4.1 焊接設(shè)備應(yīng)采用設(shè)備制造廠生產(chǎn)的專用設(shè)備，并應(yīng)定期進(jìn)行嚴(yán)格的檢測(cè)與維修。
3.4.2 焊接電源必須具備必要的電流容量及適合于焊接的電氣特性。
3.4.3 送絲機(jī)構(gòu)的控制裝置，必須具備與焊接電源輸出特性相應(yīng)的控制機(jī)能，必須能均勻地調(diào)節(jié)焊接電流或電弧電壓。
3.4.4 焊槍必須具備必要的電流容量及耐用性能，而且還要有良好的操作性能，必須能穩(wěn)定地送絲，焊槍的外殼必須有良好的絕緣性能。
3.4.5 使用保護(hù)氣體時(shí)所采用的壓力表和流量計(jì)必須刻度清晰，能得到穩(wěn)定的流量，如采用氣體加熱器必須充分考慮其安全性。
4 焊接
4.1 焊前準(zhǔn)備
4.1.1 坡口加工
坡口形式一般受接頭的形式、板厚、焊接方法、焊接位置、生產(chǎn)場(chǎng)地的限制，具體的坡口形式以施工圖紙為準(zhǔn)。
4.1.2 焊前清理
采用機(jī)加工制備試板坡口，用不銹鋼專用砂輪片打磨坡口及坡口兩側(cè)各30mm范圍，并用丙酮清洗，以除去氧化膜、油污。
4.1.3 裝配
4.1.3.1 在焊前，被焊件應(yīng)被安裝到準(zhǔn)確的位置，并檢查坡口兩側(cè)的板是否對(duì)齊，當(dāng)錯(cuò)邊超過(guò)Q/RSHI.3.001.ZS.06《船舶建造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》上規(guī)定值，間隙超過(guò)Q/RS 3165-2012《船體結(jié)構(gòu)坡口形式選用規(guī)定》值時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。確定符合要求后，拼板對(duì)接可以直接用定位焊進(jìn)行定位，分段大接縫應(yīng)通過(guò)馬板進(jìn)行固定。
4.1.3.2 定定位焊縫焊接時(shí),如果長(zhǎng)度過(guò)短,焊接未建立起平衡過(guò)程即結(jié)束,焊縫冷卻會(huì)很快,可能導(dǎo)致鐵素體含量過(guò)高、低韌性并因氮化物析出而降低耐腐蝕性能。因此, 如采用定位焊,對(duì)定位焊縫的最短長(zhǎng)度應(yīng)進(jìn)行規(guī)定, 且應(yīng)采用較大熱輸入規(guī)范參數(shù)。
4.2 焊接工藝要求
4.2.1 引弧與熄弧
材料表面的弧擊和起弧, 是一個(gè)瞬間的高溫過(guò)程, 冷卻速度很快,表面顯微組織中鐵素體含量很高, 這種組織對(duì)裂紋和腐蝕很敏感, 應(yīng)盡力避免, 如果產(chǎn)生必須用細(xì)砂輪打磨去除。
4.2.2 預(yù)熱溫度
一般焊接時(shí)不需要預(yù)熱, 但焊件壁厚過(guò)大或環(huán)境溫度過(guò)低時(shí), 為防止冷速過(guò)快造成焊縫和熱影響區(qū)鐵素體含量過(guò)高, 必要時(shí)要采取預(yù)熱措施。為避免冷卻速度過(guò)低而引起析出相的產(chǎn)生, 多層/多道焊的層間溫度要控制。
4.2.3 焊接工藝規(guī)范
不同的焊接方式，不同的板厚、坡口間隙，由于其焊道數(shù)不同，則焊接參數(shù)的選擇也略有不同，具體焊接規(guī)范可見(jiàn)下表：
4.2.3.1 TIG焊
填充金屬：
|
焊絲 |
SAF2304 |
SAF2205 |
SAF2507 |
|
22．8．3．L |
√ |
√ |
|
|
25．10．4．L |
|
√ |
√ |
保護(hù)氣體：Ar氣，Ar+（1～2%）N2。封底焊時(shí)，背面均需要加保護(hù)氣體，這樣可以提高焊縫根部的耐腐蝕性，其背面保護(hù)氣與正面相同。
典型工藝規(guī)范：典型的根部焊道焊接時(shí)，I=100A，U=11V，V=60mm/min q=11KJ/cm。
4.2.3.2 SMAW焊：
填充金屬：
|
焊絲 |
SAF2304 |
SAF2205 |
SAF2507 |
|
22．9．3．LR |
√ |
√ |
|
|
25．10．4．LR |
|
√ |
√ |
典型工藝規(guī)范：
|
焊條直徑（mm） |
電流（A） |
電壓（V） |
|
|
22.9.3.LR |
25.10.4.LR |
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|
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
焊絲：SAF2304和SAF2205可選用22.8.3.L；SAF2507應(yīng)選用25.10.4.L焊絲。
保護(hù)氣體：噴射過(guò)渡時(shí)：Ar+（1～3）%CO2或Ar+（1～3）%O2 。
短路過(guò)渡時(shí)：Ar或Ar+He+O2混合氣。
典型工藝規(guī)范：
|
過(guò)渡形式 |
焊絲直徑（mm） |
電流 （A） |
電壓（V） |
|
噴射過(guò)渡 |
0.8 |
170～200 |
26 |
|
1.2 |
180～260 |
29 |
|
|
1.6 |
230～350 |
30 |
|
|
短路過(guò)渡 |
0.8 |
90～120 |
19～21 |
|
1.2 |
110～140 |
20～22 |
4.2.3.4 SAW焊
焊絲和焊劑：焊絲參見(jiàn)TIG焊接用焊絲；對(duì)于三種雙相鋼，推薦sandvik 15 W焊劑
典型工藝規(guī)范：
|
焊絲直徑（mm） |
電流（A） |
電壓（V） |
干伸長(zhǎng)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：括號(hào)（）內(nèi)為典型值。
4.2.3.5 FCAW焊
焊絲：SAF2304及SAF2205可選用22.9.3.LT焊絲。
保護(hù)氣體：對(duì)于E2209 T0-4（平焊用焊絲）可選80%Ar+20%CO2或100%CO2。
E2209 T1-4（全位置焊用焊絲）應(yīng)選用，80%Ar+20%CO2，氣體流量為15～20L/min。
典型工藝規(guī)范：
|
焊絲直徑（mm） |
焊接位置 |
電流范圍（A） |
電壓范圍（V） |
典型值 |
干伸長(zhǎng)度（mm） |
|
1.2 |
平、橫焊 |
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氣時(shí)，電壓應(yīng)加3V。
5 焊接檢查
5.1 外觀檢查
對(duì)焊縫中各種缺陷，如表面粗糙、滿溢、咬邊、氣孔、未熔合、寬度高度不足、不成形等缺陷，用氣刨刨清缺陷后，按照Q/RS 3112-2012《船體結(jié)構(gòu)焊縫修補(bǔ)工藝規(guī)范》進(jìn)行修補(bǔ)。
5.2 無(wú)損檢驗(yàn)
根據(jù)《無(wú)損探傷布置圖》的要求進(jìn)行無(wú)損檢驗(yàn)。