雙相不銹鋼是近幾年發(fā)展較快的一種新型不銹鋼材料，它的強度高、抗晶間腐蝕能力、耐應(yīng)力腐蝕能力、抗腐蝕疲勞能力等都有大幅度的提高。S31803屬于第二代雙相不銹鋼，它是一種含氮的超低碳不銹鋼，因其優(yōu)良的力學性能和耐腐蝕性能被廣泛應(yīng)用于石油、化工等領(lǐng)域中，因此對S31803雙相鋼焊接性的研究具有重要意義。

實驗所用板材為山西太鋼不銹鋼股份有限公司生產(chǎn)的S31803板材，其化學成分(質(zhì)量分數(shù)，%)為：0.019C，0.720Si，1.290Mn，0.027P，0.001S，21.530Cr，5.190Ni，0.150Cu，0.161N，3.050Mo；其力學性能為：σs=555MPa，σb=770MPa，δ≥235%，硬度為235HB。將其加工成100mm×300mm×20mm的試板。S31803雙相不銹鋼要求全熔透，由于板材較厚(20mm)，因此實驗中采用X型坡口，為保證焊接坡口的質(zhì)量，選用機械加工的方法進行坡口的制備。試驗采用采用鎢極氬弧焊(GTAW)進行焊接，選用的焊條以及焊絲牌號均為ER2209；使用Ar+2%N2作為保護氣體，避免表面層焊縫金屬的N損失，促進焊縫中奧氏體的生成；背面采用純氮氣保護。本焊縫采用多層多道焊，層間溫度選擇要低于100℃，焊接工藝參數(shù)見表1。

表1焊接工藝參數(shù)

為保證焊接質(zhì)量，控制焊縫金屬的組織、性能，焊接前，應(yīng)采用機械和化學清洗的方法，對焊接坡口及其兩側(cè)各50mm范圍內(nèi)的氧化皮、油脂、灰塵、水和污染物等進行徹底清理。焊接前，使用配置的酸液對坡口內(nèi)側(cè)進行必要的酸洗，徹底消除雜質(zhì)等對焊縫金屬的影響。焊接完成以后，立即使用專用的不銹鋼絲刷趁熱擦刷焊道表面，消除焊縫表面的氧化色，以防止雙相不銹鋼耐腐蝕性能的下降。

為研究固溶處理對焊接試件微觀組織的影響，將部分焊件進行固溶處理。將焊接試件加熱到1050℃，保溫0.5h，1050～600℃緩慢冷卻，600℃以后快速冷卻。

焊縫未固溶處理時，組織中的奧氏體大部分在鐵素體的晶界處形成，有一小部分在鐵素體的晶內(nèi)析出；經(jīng)固溶處理的組織中奧氏體在鐵素體的晶界處形成，晶內(nèi)奧氏體的析出很少，焊縫晶粒比未固溶處理的細小。固溶處理后的熱影響區(qū)晶粒明顯小于未固溶處理的晶粒，固溶處理過程中奧氏體的重新析出會使鐵素體的晶粒變小。固溶處理后，奧氏體的形狀由原來長條狀變成圓狀；同時，固溶處理使得第三相消失。（榕霖）