所謂雙相不銹鋼是指其金相組織由鐵素體和奧氏體兩相組成的不銹鋼，在其固溶組織中鐵素體和奧氏體各約占50%的這類不銹鋼，稱為鐵素體-奧氏體雙相不銹鋼。雙相不銹鋼是在18-8奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上，提高鉻含量或加入鐵元素形成的。因此，雙相不銹鋼將奧氏體不銹鋼所具有的良好耐蝕性、塑韌性、焊接性與鐵素體所具有的較高強(qiáng)度和耐氯化物應(yīng)力腐蝕性結(jié)合在一起，具有強(qiáng)度高、韌性好、脆性轉(zhuǎn)變溫度低、耐晶間腐蝕、焊接冷裂紋和熱裂紋的敏感性小的特點(diǎn)。

 雙相不銹鋼以其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)，在運(yùn)輸業(yè)、建筑業(yè)、石油化工工業(yè)等行業(yè)領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。近年來，雙相不銹鋼在焊接結(jié)構(gòu)生產(chǎn)中的應(yīng)用也越來越多。由于目前我國對(duì)S32101雙相不銹鋼應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)和報(bào)道較少，對(duì)于該鋼焊接性能的研究尤其是焊接材料選配的相關(guān)研究還比較少。因此，為了保證其焊縫具有良好的綜合力學(xué)性能，進(jìn)行了較全面的焊接性工藝試驗(yàn)及焊接工藝研究，從而合理地確定了焊接材料、焊接保護(hù)氣體及焊接工藝參數(shù)，并成功地運(yùn)用到S32101雙相不銹鋼產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)實(shí)踐中。

一、焊絲選用試驗(yàn)

 結(jié)合產(chǎn)品實(shí)際工況所要求的力學(xué)性能、化學(xué)成分、耐腐蝕性能以及其他特殊要求等綜合性能，最初選擇了4家焊絲廠的藥心焊絲或?qū)嵭暮附z進(jìn)行S32101雙相不銹鋼的焊接性對(duì)比試驗(yàn)。焊接方法采取氣體保護(hù)焊接，焊接母材為S32101鋼，母材厚度10mm，藥芯焊絲焊接時(shí)使用φ（二氧化碳）100%保護(hù)氣體，實(shí)心焊絲焊接時(shí)使用φ（氬氣）95%+φ（二氧化碳）5%保護(hù)氣體，焊前均不需預(yù)熱就可進(jìn)行焊接。通過對(duì)不同焊接位置的焊縫外觀成形、焊縫斷面缺陷情況、宏觀金相熔深比較，排除了其他3種焊絲，最終確定使用利泰KMS-2209實(shí)心焊絲進(jìn)行焊接試驗(yàn)。表為利泰KMS-2209實(shí)心焊絲與母材S32101化學(xué)成分對(duì)比結(jié)果。雙相不銹鋼焊接時(shí)，應(yīng)采用奧氏體占優(yōu)勢(shì)的焊縫金屬。目的是通過填充金屬在焊縫中加入盡可能多的奧氏體形成元素（鎳，錳等），促進(jìn)鐵素體向奧氏體的轉(zhuǎn)變，從而保證焊接接頭具有良好的綜合力學(xué)性能。

二、焊接保護(hù)氣體選用試驗(yàn)

 通過上述焊絲選配工藝試驗(yàn)可知，利泰KMS-2209在使用φ（氬氣）95%+φ（二氧化碳）5%保護(hù)氣體時(shí)焊接性各方面都表現(xiàn)良好，唯一的缺點(diǎn)是焊縫斷口內(nèi)有點(diǎn)狀氣孔缺陷。通過分析和試驗(yàn)，逐步排除掉焊接設(shè)備、焊槍、焊前清理、焊前預(yù)熱、參數(shù)影響的可能性，最終將原因定位在焊接保護(hù)氣體的配比上。采用φ（Ar）95%+φ（CO2）5%保護(hù)氣體焊接時(shí)，由于電弧不太穩(wěn)定，容易因保護(hù)效果不佳而產(chǎn)生氣孔，通過分析，選用φ（氬氣）98%+φ（氧氣）2%與φ（氬氣）95%+φ（二氧化碳）5%進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，各焊接2件V形坡口對(duì)接試板，進(jìn)行射線探傷檢查內(nèi)部缺陷情況，工藝參數(shù)及檢驗(yàn)結(jié)果見表。

 由表可以看出，更換φ（氬氣）98%+φ（氧氣）2%的保護(hù)氣體后，保護(hù)效果更好，使用利泰KMS-2209焊絲焊接S32101雙相不銹鋼可以得到內(nèi)部焊接質(zhì)量優(yōu)良的焊縫（射線探傷1~2級(jí)）。焊縫力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果見表。

 由表可知，使用利泰KMS-2209焊絲配以φ（氬氣）98%+φ（氧氣）2%作為保護(hù)氣體焊接S32101雙相不銹鋼，其焊縫抗拉強(qiáng)度、伸長率、彎曲、低溫沖擊各項(xiàng)性能都高于母材的性能指標(biāo)。

三、結(jié)論

 1. 通過初步試驗(yàn)，確定利泰KMS-2209實(shí)心焊絲配用φ（氬氣）95%+φ（二氧化碳）5%的保護(hù)氣體焊接S32101雙相不銹鋼，焊接排渣性、焊接熔深、外觀成形均良好，但在斷口檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)每件試板焊縫都有點(diǎn)狀氣孔缺陷。

 2. 通過保護(hù)氣體選用試驗(yàn)，確定采用利泰KMS-2209焊絲及φ（氬氣）98%+φ（氧氣）2%保護(hù)氣體焊接S32101雙相不銹鋼，配以本文中的焊接工藝參數(shù)，可以有效地減少焊接缺陷，保證焊接接頭具有各項(xiàng)良好的力學(xué)性能。