Precauciones y proceso de soldadura de acero inoxidable dúplex 2205.
Características estructurales: La austenita y la ferrita en la solución sólida del invernadero representan aproximadamente la mitad de cada una y tienen características estructurales de dos fases. Conserva el bajo número de conductores, la resistencia a las picaduras, el agrietamiento y las características de corrosión por tensión de cloruro del acero inoxidable ferrítico. Tiene las ventajas de buena tenacidad, baja temperatura de transición frágil, resistencia a la corrosión intergranular, buenas propiedades mecánicas y soldabilidad.
El límite elástico y la resistencia a la corrosión bajo tensión del acero inoxidable dúplex son casi el doble que los del acero inoxidable austenítico, lo que puede ahorrar materiales bajo el mismo nivel de presión. El coeficiente de expansión lineal del acero inoxidable austenítico es menor que el del acero inoxidable austenítico y cercano al del acero con bajo contenido de carbono. Hacer que la conexión entre el acero inoxidable dúplex y el acero al carbono sea más adecuada tiene una importante importancia en términos de ingeniería. Tanto el forjado como el estampado en frío son inferiores al acero inoxidable austenítico.
Soldabilidad: El acero inoxidable dúplex 2205 tiene buena soldabilidad y baja sensibilidad a las grietas en frío y en caliente durante la soldadura. Por lo general, no hay precalentamiento antes de soldar ni tratamiento térmico después de soldar. Debido al alto contenido de nitrógeno, la tendencia de la ferrita monofásica en la zona afectada por el calor es pequeña. Cuando los materiales de soldadura se seleccionan adecuadamente y la energía de la línea de soldadura se controla en este momento, el rendimiento general es bueno.
Craqueo en caliente: la sensibilidad al craqueo en caliente es mucho menor que la del acero inoxidable austenítico. Esto se debe a que el contenido de níquel no es alto, las impurezas que fácilmente forman eutécticos de bajo punto de fusión son muy bajas y la película líquida de bajo punto de fusión no es fácil de formar. Además, no existe peligro de que los granos crezcan rápidamente a altas temperaturas.
Fragilización de la zona afectada por el calor: El principal problema de la soldadura de acero inoxidable dúplex no es la soldadura, sino la zona afectada por el calor. Dado que la zona afectada por el calor se encuentra en un estado de no equilibrio de enfriamiento rápido bajo la acción de los ciclos de calor de soldadura, siempre se retiene más ferrita después del enfriamiento, lo que aumenta la tendencia a la corrosión y la susceptibilidad al agrietamiento (fragilidad) inducida por hidrógeno.
Metalurgia de soldadura: Durante el proceso de soldadura del acero inoxidable dúplex, se producen una serie de cambios en la microestructura del metal de soldadura y la zona afectada por el calor bajo la acción de ciclos térmicos. A altas temperaturas, la estructura metalográfica del acero inoxidable dúplex es ferrita y la austenita precipita durante el enfriamiento. La cantidad de precipitación de austenita se ve afectada por muchos factores.
Las propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión de las uniones soldadas de acero inoxidable dúplex dependen de si se puede mantener la relación de unión soldada adecuada. Por tanto, la soldadura gira en torno a cómo asegurar una estructura de doble cara. Cuando la cantidad de ferrita y austenita es cercana al 50%, el rendimiento es bueno y las propiedades de los materiales base son cercanas entre sí. Cambiar esta relación reducirá la resistencia a la corrosión y las propiedades mecánicas de las uniones soldadas de acero inoxidable dúplex. El contenido óptimo de ferrita del acero inoxidable dúplex 2205 es del 45%. Cuando el contenido de ferrita es inferior al 25%, la resistencia y la capacidad de agrietamiento por corrosión bajo tensión disminuyen. Un contenido excesivo de ferrita superior al 75% también afectará la resistencia a la corrosión y reducirá la tenacidad al impacto. .
Factores de comparación: El equilibrio de ferrita y austenita en uniones soldadas no solo se ve afectado por el contenido de elementos de aleación en el acero, sino también por el metal de aportación, el ciclo térmico de soldadura y el gas de protección.
Influencia de los elementos de aleación: Según investigaciones y numerosos experimentos, se ha demostrado que el nitrógeno, el material base, es muy importante. El nitrógeno juega un papel importante para garantizar una formación suficiente de austenita en el metal de soldadura y en la zona afectada por el calor después de la soldadura. El nitrógeno (como el níquel) forma valores de austenita y expande los elementos de austenita, pero la capacidad del nitrógeno también es mayor que la del níquel, lo que puede prevenir la aparición de fases individuales después de la soldadura y prevenir la precipitación de fases metálicas dañinas. Debido a la influencia del ciclo térmico de soldadura, cuando la composición de la soldadura autógena o del metal de aportación es la misma que la del metal base, el contenido de ferrita del metal de soldadura aumenta bruscamente e incluso aparece una estructura de ferrita pura. Para suprimir el aumento excesivo de ferrita en la soldadura, el metal de soldadura con austenita principal es la tendencia de soldadura del acero inoxidable dúplex. Por lo general, los dos métodos consisten en agregar níquel o nitrógeno al material de soldadura. Normalmente, el contenido de níquel es entre un 2% y un 4% mayor que el del metal base; por ejemplo, el metal de aportación 2205 tiene un contenido de níquel de hasta un 8% y un 10%. La proporción de soldadura que contiene nitrógeno solo puede mejorar el efecto de la soldadura de níquel, pero la adición de nitrógeno no solo puede retrasar la precipitación entre metales, sino también mejorar la resistencia y la resistencia a la corrosión del metal de soldadura. En la actualidad, los materiales de relleno suelen basarse en la adición de níquel, y posteriormente añadir nitrógeno con el mismo contenido del metal base.
Para el acero inoxidable dúplex 2205, se utiliza alambre de soldadura Sandvik 22.8.3L (ER2209) para soldadura TIG y varilla de soldadura Avesta 2205AC/DC para soldadura TIG para cumplir con los requisitos de los materiales de soldadura. Estas características del acero inoxidable dúplex 2205 y los materiales de soldadura en elementos de aleación proporcionan un cierto rango para la selección de los parámetros del proceso de soldadura, es decir, la energía de la línea de soldadura, lo cual es muy beneficioso para la soldadura.
Ciclo térmico: la característica más importante de la soldadura de acero inoxidable dúplex es que el ciclo de calor de soldadura tiene un impacto en la estructura de la junta soldada. Ya sea en la costura de soldadura o en la zona de estrella de la película caliente, se producirá un cambio de fase, lo que tiene un gran impacto en el rendimiento de la junta soldada. Por lo tanto, la soldadura multicapa y multipasada es beneficiosa. Las soldaduras posteriores tienen un efecto de tratamiento térmico sobre la soldadura anterior. La ferrita en el metal de soldadura se transforma aún más en austenita, y la austenita en la zona afectada por el calor adyacente a la soldadura. La fase en masa también aumenta, lo que puede refinar los granos de ferrita y reducir la precipitación de carburos y nitruros de cristales y granos. límites, mejorando así significativamente la estructura y el rendimiento de toda la junta soldada. Debido a la influencia del ciclo térmico de soldadura, los cordones de soldadura en contacto con el medio deben soldarse con acero inoxidable dúplex, lo cual es opuesto a los requisitos para la secuencia de soldadura del acero inoxidable austenítico.
Influencia de los parámetros del proceso: El número de procesos de soldadura, es decir, la energía de la línea de soldadura, también juega un papel clave en el equilibrio de la microestructura de dos fases. Dado que el acero inoxidable dúplex tiene 100% de ferrita a altas temperaturas, si la energía de la línea es demasiado pequeña Si la velocidad de enfriamiento de la zona afectada por el calor es demasiado rápida, el exceso de ferrita precipitada de la austenita seguirá existiendo bajo la temperatura. Condiciones de sobreenfriamiento del invernadero. Si la energía de la línea es demasiado grande y la velocidad de enfriamiento es demasiado lenta, aunque se puede obtener una cantidad suficiente de austenita, también provocará el crecimiento de granos de ferrita en la zona afectada por el calor y la precipitación de fases metálicas dañinas equivalentes a 0, lo que resulta en fragilidad de las articulaciones. . Para evitar la situación anterior, las mejores medidas son controlar la energía de soldadura y la temperatura entre pasadas y utilizar metal de aportación.
Influencia del gas protector: Durante la soldadura por arco de tungsteno, se puede agregar un 2% de nitrógeno al gas argón para evitar la pérdida de nitrógeno en la superficie de soldadura debido a la difusión, lo cual es beneficioso para el equilibrio entre ferrita y austenita.
