CN105057852B - 一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，包括以下步骤：一、将厚度不大于3mm的2205双相钢板材成型为管形；二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管。本发明采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法，以ER2209焊丝为填充材料进行自动填丝焊，焊接过程中无需加工坡口，焊前无需预热，焊后无需热处理，整个焊接为一层焊接，在保证焊缝质量可靠的前提下提高了焊接效率，焊缝质量可靠，焊缝的各项性能满足标准及使用要求，为薄壁2205双相钢的批量生产提供了工艺参考。

Description

一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法
技术领域
本发明属于材料焊接技术领域，具体涉及一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法。
背景技术
现有2205双相钢的焊接技术主要是针对壁厚在3mm以上的管子焊接，并且以手工焊接为主，焊接工艺复杂，且焊接质量不容易控制，焊接完成后的焊缝及热影响区的铁素体和奥氏体两相比例控制的范围较大，在35％～65％之间，这样会对焊缝的耐蚀性能产生一定的影响。而对于3mm以下的管子焊接目前还没有有效的焊接工艺及方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法。该方法采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对厚度不大于3mm的2205板材进行制管焊接，以ER2209焊丝为填充材料进行自动填丝焊，焊接过程中无需加工坡口，焊前无需预热，焊后无需热处理，整个焊接为一层焊接，在保证焊缝质量可靠的前提下提高了焊接效率，制造的2205双相钢薄壁焊接管进行相关的性能检验，结果显示制造的2205双相钢薄壁焊接管的焊缝质量可靠，具有良好的力学性能和耐蚀性，焊缝的各项性能满足标准及使用要求，为薄壁2205双相钢的批量生产提供了工艺参考。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将厚度不大于3mm的2205双相钢板材成型为管形；
步骤二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管；所述窄间隙是指焊接间隙为0.5mm～1.5mm；所述ER2209焊丝的直径为0.6mm～1.5mm，焊丝的送丝速度为0.1m/min～0.3m/min；所述自动填丝焊接采用的钨极直径为4.0mm，焊接电源为直流脉冲电源，内保护气体和外保护气体均为氩气，内保护气体流量为25L/min～40L/min，焊枪气体流量为10L/min～20L/min，外保护气体流量为20L/min～30L/min，焊接电流设置为脉冲电流峰值为130A～150A，脉冲电流极值为120A～150A，焊接电压为10V～15V，焊接速度为0.6m/min～0.7m/min，焊接热输入量为0.6kJ/mm·min～0.8kJ/mm·min。
上述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述焊接电流的频率为500Hz。
上述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述焊接电流的占空比为4:1。
上述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述窄间隙是指焊接间隙为0.8mm～1.2mm。
上述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述脉冲电流峰值为150A，脉冲电流极值为130A，焊接电压为12V，焊接速度为0.65m/min，焊接热输入量为0.7kJ/mm·min。
上述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述焊丝的送丝速度为0.2m/min。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对厚度不大于3mm的2205板材进行制管焊接，以ER2209焊丝为填充材料进行自动填丝焊，焊接过程中无需加工坡口，焊前无需预热，焊后无需热处理，整个焊接为一层焊接，在保证焊缝质量可靠的前提下提高了焊接效率。
2、对本发明制造的2205双相钢薄壁焊接管进行相关的性能检验，结果显示制造的2205双相钢薄壁焊接管的焊缝质量可靠，具有良好的力学性能和耐蚀性，焊缝的各项性能满足标准及使用要求。
3、本发明针对3mm以下的2205双相钢薄壁焊接管的焊接，选用有效的焊接工艺及方法，焊接后各项检验均合格，为薄壁2205双相钢的批量生产提供了工艺参考。
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明实施例1制造的2205双相钢薄壁焊接管焊缝的显微组织形貌图。
图2为本发明实施例2制造的2205双相钢薄壁焊接管焊缝的显微组织形貌图。
图3为本发明实施例3制造的2205双相钢薄壁焊接管焊缝的显微组织形貌图。
图4为本发明实施例4制造的2205双相钢薄壁焊接管焊缝的显微组织形貌图。
图5为本发明实施例5制造的2205双相钢薄壁焊接管焊缝的显微组织形貌图。
具体实施方式
实施例1
本实施例的2205双相钢薄壁焊接管的制造方法包括以下步骤：
步骤一、将厚度为2mm的2205双相钢板材成型为管形；
步骤二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管，整个焊接为一层焊接；所述窄间隙是指焊接间隙为1.0mm；所述ER2209焊丝的直径为1.0mm，焊丝的送丝速度为0.2m/min；所述自动填丝焊接采用的钨极直径为4.0mm，焊接电源为直流脉冲电源，内保护气体和外保护气体均为氩气，内保护气体流量为30L/min，焊枪气体流量为15L/min，外保护气体流量为25L/min，焊接电流设置为脉冲电流峰值为150A，脉冲电流极值为130A，焊接电流的频率为500Hz，焊接电流的占空比为4:1，焊接电压为12V，焊接速度为0.65m/min，焊接热输入量为0.7kJ/mm·min。
实施例2
本实施例的2205双相钢薄壁焊接管的制造方法包括以下步骤：
步骤一、将厚度为3mm的2205双相钢板材成型为管形；
步骤二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管，整个焊接为一层焊接；所述窄间隙是指焊接间隙为0.5mm；所述ER2209焊丝的直径为0.6mm，焊丝的送丝速度为0.1m/min；所述自动填丝焊接采用的钨极直径为4.0mm，焊接电源为直流脉冲电源，内保护气体和外保护气体均为氩气，内保护气体流量为25L/min，焊枪气体流量为10L/min，外保护气体流量为20L/min，焊接电流设置为脉冲电流峰值为130A，脉冲电流极值为120A，焊接电流的频率为500Hz，焊接电流的占空比为4:1，焊接电压为10V，焊接速度为0.6m/min，焊接热输入量为0.6kJ/mm·min。
实施例3
本实施例的2205双相钢薄壁焊接管的制造方法包括以下步骤：
步骤一、将厚度为2.5mm的2205双相钢板材成型为管形；
步骤二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管，整个焊接为一层焊接；所述窄间隙是指焊接间隙为1.5mm；所述ER2209焊丝的直径为1.5mm，焊丝的送丝速度为0.3m/min；所述自动填丝焊接采用的钨极直径为4.0mm，焊接电源为直流脉冲电源，内保护气体和外保护气体均为氩气，内保护气体流量为40L/min，焊枪气体流量为20L/min，外保护气体流量为30L/min，焊接电流设置为脉冲电流峰值为150A，脉冲电流极值为150A，焊接电流的频率为500Hz，焊接电流的占空比为4:1，焊接电压为15V，焊接速度为0.7m/min，焊接热输入量为0.8kJ/mm·min。
实施例4
本实施例的2205双相钢薄壁焊接管的制造方法包括以下步骤：
步骤一、将厚度为2mm的2205双相钢板材成型为管形；
步骤二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管，整个焊接为一层焊接；所述窄间隙是指焊接间隙为0.8mm；所述ER2209焊丝的直径为0.9mm，焊丝的送丝速度为0.1m/min；所述自动填丝焊接采用的钨极直径为4.0mm，焊接电源为直流脉冲电源，内保护气体和外保护气体均为氩气，内保护气体流量为35L/min，焊枪气体流量为20L/min，外保护气体流量为20L/min，焊接电流设置为脉冲电流峰值为140A，脉冲电流极值为130A，焊接电流的频率为500Hz，焊接电流的占空比为4:1，焊接电压为10V，焊接速度为0.6m/min，焊接热输入量为0.6kJ/mm·min。
实施例5
本实施例的2205双相钢薄壁焊接管的制造方法包括以下步骤：
步骤一、将厚度为2mm的2205双相钢板材成型为管形；
步骤二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管，整个焊接为一层焊接；所述窄间隙是指焊接间隙为1.2mm；所述ER2209焊丝的直径为1.2mm，焊丝的送丝速度为0.3m/min；所述自动填丝焊接采用的钨极直径为4.0mm，焊接电源为直流脉冲电源，内保护气体和外保护气体均为氩气，内保护气体流量为40L/min，焊枪气体流量为15L/min，外保护气体流量为20L/min，焊接电流设置为脉冲电流峰值为150A，脉冲电流极值为130A，焊接电流的频率为500Hz，焊接电流的占空比为4:1，焊接电压为15V，焊接速度为0.6m/min，焊接热输入量为0.65kJ/mm·min。
对本发明实施例1至实施例5制造的2205双相钢薄壁焊接管的焊缝进行无损检验(包括外观检验、内窥镜检验、X射线实时成像检验)，检验结果均合格。
对本发明实施例1至实施例5制造的2205双相钢薄壁焊接管的焊缝进行面弯和背弯检测、点蚀试验和晶间腐蚀试验，面弯和背弯180°均未产生裂纹，点蚀试验结束后未发生点蚀现象，按照ASTM A262E法进行晶间腐蚀试验合格，未产生裂纹。
对本发明实施例1至实施例5制造的2205双相钢薄壁焊接管的焊缝进行拉伸性能检测，结果见表1。
表1实施例1至实施例5制造的2205双相钢薄壁焊接管焊缝的拉伸性能
试样 抗拉强度/MPa 备注
实施例1 899 断于母材
实施例2 897 断于母材
实施例3 889 断于母材
实施例4 886 断于母材
实施例5 890 断于母材
依据GB/T 13298-1991和ASTM E562-11标准要求对本发明实施例1至实施例5制造的2205双相钢薄壁焊接管的焊缝进行显微组织和铁素体相检测，检测结果见表2，显微组织形貌见图1至图5，从图中可以看出，焊缝区的显微组织为铁素体+奥氏体，其中不规则的碎片为铁素体，其余部分为奥氏体。
表2铁素体相检测结果
对本发明实施例1至实施例5制造的2205双相钢薄壁焊接管的化学成分进行检测，结果见表3。
表3 2205双相钢薄壁焊接管的化学成分
由以上各检测结果可知，采用本发明的方法制造的2205双相钢薄壁焊接管的焊缝质量可靠，具有良好的力学性能和耐蚀性，焊缝的各项性能满足标准及使用要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何限制，凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、将厚度不大于3mm的2205双相钢板材成型为管形；
步骤二、以ER2209焊丝为填充材料，采用无坡口窄间隙脉冲TIG焊接方法对步骤一中成型为管形的2205双相钢板材的待焊接区域进行自动填丝焊接，得到2205双相钢薄壁焊接管；所述窄间隙是指焊接间隙为0.8mm～1.2mm；所述ER2209焊丝的直径为0.6mm～1.5mm，焊丝的送丝速度为0.1m/min～0.3m/min；所述自动填丝焊接采用的钨极直径为4.0mm，焊接电源为直流脉冲电源，内保护气体和外保护气体均为氩气，内保护气体流量为25L/min～40L/min，焊枪气体流量为10L/min～20L/min，外保护气体流量为20L/min～30L/min，焊接电流设置为脉冲电流峰值为130A～150A，脉冲电流基值为120A～150A，焊接电压为10V～15V，焊接速度为0.6m/min～0.7m/min，焊接热输入量为0.6kJ/mm·min～0.8kJ/mm·min。
2.根据权利要求1所述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述焊接电流的频率为500Hz。
3.根据权利要求1所述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述焊接电流的占空比为4:1。
4.根据权利要求1所述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述脉冲电流峰值为150A，脉冲电流基值为130A，焊接电压为12V，焊接速度为0.65m/min，焊接热输入量为0.7kJ/mm·min。
5.根据权利要求1所述的一种2205双相钢薄壁焊接管的制造方法，其特征在于，步骤二中所述焊丝的送丝速度为0.2m/min。
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