2205 tuyau en acier inoxydable duplex a d'excellentes propriétés mécaniques et propriétés de corrosion, et est largement utilisé dans les industries pétrochimiques, marines et de construction navale.
L'excellente performance de l'acier inoxydable duplex est basée sur un rapport biphasé raisonnable. Cependant, le rapport de phase double du joint après soudage est sérieusement déséquilibré, ce qui entraîne une réduction significative des performances du joint. Dans les applications pratiques, l'utilisation du soudage manuel à l'arc avec électrode est la plus populaire, il est donc nécessaire d'étudier la structure des joints et les performances du soudage manuel à l'arc avec électrode.
Cet article adopte un soudage à trois passes à trois couches et utilise deux types d'électrodes (électrode E2209-16, électrode 309MoL) pour effectuer un test de joint bout à bout à plaque plate sur de l'acier inoxydable duplex 2205 de 6 mm d'épaisseur. Chaque électrode est soumise à des tests de soudage avec différentes positions de soudage et différents apports de chaleur.
L'accent est mis sur l'influence des différentes positions de soudage et des différents apports de chaleur sur la microstructure et les propriétés mécaniques du joint, et l'influence de différents paramètres de procédé sur la contrainte résiduelle du joint.
La recherche montre qu'il n'y a pas de macro-défauts dans le joint après le soudage et que la soudure est bien formée. La teneur en fer et en phases austénitiques dans la zone de soudure du joint de tuyau en acier inoxydable duplex 2205 est évidemment différente. La teneur en austénite dans la zone de soudure est la plus élevée et la teneur en austénite dans la zone affectée thermiquement est la plus faible. La teneur en Ni de l'électrode 309MoL est bien supérieure à celle du métal de base et de l'électrode E2209-16. La teneur en austénite dans la zone de soudure du joint obtenu après soudage est supérieure à celle du joint obtenu par l'électrode E2209-16.
L'analyse a montré qu'aucune phase secondaire nocive n'est apparue dans la zone de soudure de tous les joints. La microscopie électronique à balayage et l'analyse du spectre d'énergie montrent que les éléments d'alliage du joint ont subi une diffusion et une migration sous l'action de la chaleur, ce qui fait que les joints de grains de ferrite précipitent préférentiellement l'austénite pendant le refroidissement, et les cycles thermiques ultérieurs provoquent la formation d'une grande quantité d'austénite fine. précipiter dans les grains de ferrite. Il existe des différences dans la structure et la teneur en austénite de chaque couche du joint obtenu par soudage trois couches en trois passes.
Le test de performance mécanique du joint a montré que la résistance à la traction de l'échantillon de soudage de l'électrode de soudage 309MoL était inférieure à celle de l'échantillon de soudage de l'électrode E2209-16, et tous les échantillons étaient cassés dans la soudure. L'allongement de l'éprouvette fixe rigide soudée à plat est le plus petit, qui est plus grand que le joint. Dans le test de flexion, il n'y avait pas de fissures dans les plis avant et arrière des joints, indiquant que les joints avaient une bonne ténacité plastique. Dans l'essai d'impact, la valeur d'impact de la zone affectée thermiquement est supérieure à celle de la soudure, mais les deux sont inférieures au métal de base. Il y a un grand nombre de fossettes et toutes les fractures ductiles dans la fracture de l'impact de la soudure, tandis que la fracture de la zone affectée thermiquement a une large gamme de surface de clivage plate ou surface de quasi-clivage et un petit nombre de fossettes, de sorte que le Le mode de rupture est un mécanisme de rupture mixte ductile-fragile dominé par la fragilité. La valeur de dureté du joint est liée à la teneur en austénite dans la zone, la valeur de dureté de la zone affectée thermiquement est la plus élevée et la valeur de dureté de la couche de couverture dans la soudure est la plus petite.
En utilisant un logiciel d'éléments finis pour simuler le champ de température et le champ de contrainte du processus de soudage, les résultats montrent que la température maximale de la courbe de cycle thermique de la deuxième couche du soudage à trois passes à trois couches est supérieure à celle des deux autres. -soudures en couches, atteignant 2800°C. Il a une grande influence sur le temps de refroidissement du joint, affectant ainsi la teneur en précipitations de la structure du joint. La zone affectée thermiquement dans la couche inférieure du joint est soumise à trois cycles thermiques, et la température maximale de chaque cycle thermique dépasse la température de transition de phase du matériau de base.
L'essai de contrainte sur le terrain montre que les contraintes résiduelles longitudinales et transversales dans la zone de soudure du joint sont opposées. La direction transversale est la contrainte de traction et la direction longitudinale est la contrainte de compression. La contrainte résiduelle transversale passe progressivement à une contrainte de compression dans la zone éloignée de la soudure et tend finalement vers zéro. La contrainte de test de la méthode est en bon accord avec la valeur simulée. Effectuer une correction mécanique sur la plaque fortement déformée. Les résultats des tests de traction montrent que la résistance à la traction de la plaque après correction est légèrement augmentée, le seuil d'élasticité dans la courbe contrainte-déformation n'est pas évident et l'échantillon est cassé dans la soudure, il y a de petites fossettes dans la fracture, et le la ténacité est réduite.
Publié par KAYSUNS, fournisseur de raccords de tuyauterie en acier inoxydable
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