雙相不銹鋼加工制造實用指南(5)
雙相不銹鋼的應用日益廣泛，用戶對這類不銹鋼也越來越熟悉。本文圍繞雙相不銹鋼應用的難點之一 — 加工和焊接，介紹了雙相不銹鋼的各種特性，給出了加工和焊接雙相不銹鋼的基本原則和實用信息。
內容包括：雙相不銹鋼的歷史、化學成分、冶金學、耐腐蝕性能、力學性能、物理性能、技術條件、質量控制、切割、成形、焊接、應用等。
全文較長，將分幾部分發表，歡迎關注！
（續接前文）
12雙相不銹鋼的焊接
12.1一般焊接準則
12.1.1 雙相不銹鋼和奧氏體不銹鋼的區別
奧氏體不銹鋼的焊接問題常常與焊縫金屬本身有關，尤其是在全奧氏體或奧氏體占優勢的焊縫凝固過程中產生的熱裂紋傾向。對于一般奧氏體不銹鋼，調整填充金屬的成分，使之具有較多的鐵素體含量，可將這些問題減至最低程度。高合金奧氏體不銹鋼需要使用鎳基填充金屬，奧氏體凝固不可避免，可通過降低熱輸入、多道焊來控制。
由于雙相不銹鋼鐵素體含量高，具有非常好的抗熱裂性，焊接時很少考慮熱裂。雙相不銹鋼焊接最主要的問題與熱影響區有關，而不是焊縫金屬。熱影響區的問題是耐蝕性及韌性損失或焊后開裂。為了避免發生上述問題，焊接工藝的重點是最大程度減少在“紅熱”溫度范圍總的停留時間，而不是控制任何一道焊接的熱輸入。經驗表明，這種方法可使焊接工藝從技術和經濟角度都最優化。
根據上述介紹，將給出雙相不銹鋼焊接的一些一般準則，以及這些基本知識和準則在具體焊接方法中的應用。
12.1.2 原始材料的選擇
雙相不銹鋼對焊接的適應性可隨化學成分和生產工藝的變化而發生顯著變化。已反復強調過母材含有足量氮的重要性。如果原始材料緩慢地冷卻通過700～1000℃溫度區間，或允許在水淬前空冷通過該區間一分鐘，那么本應留給焊工完成焊接而不產生任何有害相析出的時間被耗盡。重要的一點，實際進行加工制造的材料，其成分和生產過程的冶金條件應當與用于焊接工藝評定的材料的質量條件相同。終端用戶技術條件和質量控制章節（第6章）給出了根據成分和適當的試驗規范選擇原始材料的方法。
12.1.3 焊前清理
焊前對全部加熱部位進行清理這一要求不僅適用于雙相不銹鋼，而且適用于所有不銹鋼。在沒有額外污染源的條件下確定母材和填充金屬化學成分?；覊m、油脂、油污、油漆和任何形式的水分都會干擾焊接操作并對焊件的耐蝕性和力學性能產生不利影響。如果不在焊前對材料進行徹底清理，則無論什么工藝評定均是無效的。
12.1.4 接頭設計
雙相不銹鋼焊接接頭的設計必須有助于完全焊透并避免在凝固的焊縫金屬中存在未熔合的母材。最好采用切削加工而不是砂輪打磨坡口，以使焊接區厚度或間隙均勻。必須打磨時，應特別注意坡口加工及其配合的均勻一致。為了保證完全熔合和焊透，應當去掉任何打磨毛刺。對于奧氏體不銹鋼，有經驗的焊工可通過控制焊炬克服坡口加工的某些缺陷。但對于雙相不銹鋼，這些技巧會造成材料在有害溫度區間停留時間比預期的時間長，導致結果超出合格工藝要求。
雙相不銹鋼的一些接頭設計如圖17所示。其他設計如能保證焊縫完全焊透且燒穿的危險最低，則它們也是合理的。
12.1.5 預熱
由于預熱可能是有害的，所以一般不推薦進行預熱。如果沒有特殊正當的理由，不應當把預熱作為一個工序。若用于消除天冷或夜間冷凝形成的濕氣時，預熱可能是有益的。預熱去除濕氣時，應將鋼均勻地加熱到約100℃ 且應在清理坡口之后再進行。
12.1.6 熱輸入與層間溫度
雙相不銹鋼能夠容許相對高的熱輸入。焊縫金屬凝固后雙相組織的抗熱裂性大大優于奧氏體焊縫金屬。雙相不銹鋼具有較高的導熱率和較低的熱膨脹系數，焊縫處沒有像奧氏體不銹鋼那樣高的局部熱應力。熱裂紋不是個常見的問題。
極低的熱輸入可導致母材熔合區和熱影響區鐵素體含量過高，韌性和耐蝕性降低。極高的熱輸入增加了形成金屬間相的危險。為了防止熱影響區的問題，焊接工藝規程應允許該區域焊后快速冷卻。工件溫度很重要，因為它對熱影響區的冷卻影響最大。經濟型和標準雙相不銹鋼的最高層間溫度一般限制在150℃，超級雙相不銹鋼限制在100℃。進行焊接工藝評定時應采用該限制值，生產性焊接中也應監測以確保層間溫度不高于工藝評定時所采用的溫度。電子溫度傳感器和熱電偶是監控層間溫度較好的手段。在焊接工藝評定中，最好不要讓多道焊試件的層間溫度低于實際制造中能夠達到的層間溫度。進行大量焊接時，經濟有效的做法是規劃好焊接工序，使各道次間有足夠冷卻時間。
12.1.7 焊后熱處理
雙相不銹鋼不需要進行焊后應力消除處理，且這樣做可能是有害的，因為熱處理可使金屬間相或α'（475℃）脆性相析出，降低韌性和耐蝕性。焊后熱處理溫度超過315℃會對雙相不銹鋼的韌性和耐蝕性產生不利影響。
雙相不銹鋼的焊后熱處理應當包括完全固溶退火，然后水淬（見表10）。自熔焊后應考慮完全固溶退火，因為如果在焊接過程中沒有采用過合金化的填充金屬，則顯微組織中鐵素體含量將很高。
如果焊后進行完全固溶退火和淬火，例如零部件的制造，則熱處理應視為焊接工藝的一部分。退火處理可解決鐵素體過多和金屬間相的問題，制造工藝允許在成品退火處理前存在一些不太理想的中間狀態。
12.1.8 理想的相平衡
通常認為雙相不銹鋼的相平衡為“50－50”，奧氏體與鐵素體等量。然而，嚴格說來這是不正確的，因為現代雙相不銹鋼中含40％～50％的鐵素體，其余為奧氏體。通常認為，當雙相不銹鋼中至少含25％的鐵素體，其余為奧氏體時，可獲得雙相不銹鋼特有的性能優勢。
在一些焊接方法中，特別是以焊劑保護為基礎的方法中，相平衡已向奧氏體含量較高的方向調整以改善韌性，補償因焊劑使焊縫氧含量增加引起的韌性損失。這些填充金屬的韌性遠低于鋼板或鋼管固溶處理后所能達到的高韌性值，但焊縫金屬的韌性仍足以滿足預期的要求。沒有一種焊接方法可使焊縫金屬的韌性與軋材完全退火處理后所達到的韌性一樣好。如果將焊縫金屬的鐵素體含量控制在大于軋鋼廠退火處理雙相不銹鋼所要求的最低值，將對可用的焊接方法造成不必要的限制。
熱影響區的相平衡，即原始鍛軋鋼板或鋼管加上額外的焊接熱循環，其鐵素體含量通常略高于原始材料。用金相法精確測定熱影響區的相平衡幾乎是不可能的。如果該區域鐵素體含量很高，也許說明出現過過度快速冷卻的異常情況，從而導致鐵素體含量過高和韌性降低。
12.1.9 異種金屬的焊接
雙相不銹鋼可與其他雙相不銹鋼、奧氏體不銹鋼、碳素鋼和低合金鋼焊接。
雙相不銹鋼與其他雙相不銹鋼焊接時，通常使用鎳含量高于母材的雙相不銹鋼填充金屬。高鎳含量的填充金屬可保證焊縫在冷卻過程中形成足量的奧氏體。
雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼焊接時，常使用低碳和鉬含量介于二者之間的奧氏體不銹鋼填充金屬；通常使用AWS E 309LMo/ER309LMo。雙相不銹鋼與碳素鋼和低合金鋼的焊接一般采用同樣的填充金屬或AWS E309L／ER 309L。如果使用鎳基填充金屬，則它們不應當含有鈮。由于奧氏體不銹鋼的強度比雙相不銹鋼低，故使用奧氏體不銹鋼填充金屬的焊接接頭不如雙相不銹鋼母材強度高。
表15歸納了雙相不銹鋼與異種金屬焊接時的常用填充金屬。這些例子給出了AWS焊條牌號（E），但是根據焊接工藝，接頭形狀和其他條件的不同，可采用焊絲（AWS牌號ER）和藥芯焊絲。
12.2 焊接工藝評定
對于標準奧氏體不銹鋼，焊接工藝評定試驗是相當簡單的，僅進行一定數量的試驗以證明材料、焊材和焊接方法是合格的。這些評定試驗包括硬度試驗和彎曲試驗（分別檢驗馬氏體和熱裂），反映了長期使用鐵素體、馬氏體或奧氏體不銹鋼時可能出現的問題。雙相不銹鋼滿足這些要求沒有困難，但是這些試驗不可能發現雙相不銹鋼中可能出現的金屬間相或過量鐵素體。同時，由于需要限制在熱影響區溫度范圍內的總時間，雙相不銹鋼的性能將對軋材厚度和實際焊接操作的細節很敏感。因此，必須廣義地考慮“評定”，即證明在制造過程中將使用的焊接工藝不會導致工程性能，特別是韌性和耐蝕性不可接受的損失。
對每種厚度和形狀的焊接都進行焊接工藝評定是比較保險的做法，因為方案上的微小差別在實際制造結果中差別可能很大。然而，實際加工的復雜性使得這樣的試驗成本很高。因此，對雙相不銹鋼最苛刻的焊接條件（由材料厚度、填充金屬和焊接方法確定）進行焊接工藝評定可達到節約簡化的目的。
12.3 焊接方法
20世紀80年代初以來，第二代雙相不銹鋼商品化取得很大進展。由于對氮所起到的控制相穩定的作用理解有限，早期的觀點集中在限制熱輸入。由于熱輸入的嚴格控制，許多更經濟、熔敷率更高的焊接方法，如埋弧焊，被認為不適用于雙相不銹鋼。然而，雙相不銹鋼的性能非常令人滿意，所以針對如何采用更經濟的工藝作了很多努力。結果是，除氧乙炔焊接因伴生焊縫的碳污染外，幾乎所有的焊接工藝現在均可用于雙相不銹鋼。
12.3.1 氣體保護鎢極電弧焊（GTAW／TIG）
氣體保護鎢極電弧焊（GTAW）有時也叫做惰性氣體保護鎢極（TIG）焊，特別適用于短焊道手工焊。對于簡單的幾何形狀它可以自動操作，但作為大型設備大量焊接的主要方法一般是不經濟的。由于許多加工即使把另一種工藝作為主要焊接方法，也仍需要一些GTA焊接，因此對維修和局部修整用GTAW工藝進行評定通常是恰當的。
設備
GTAW最好采用恒定電流電源，用高頻電路輔助起弧。GTA焊應采用直流正極性（DCSP），焊條為負極。使用直流反極性（DCRP）會損壞電極。
電極應為2％釷鎢極（AWS規范 5.12 EWTh-2類）。通過將電極研磨成頂角為30到60度、錐點為小平面的錐形，來幫助控制電弧。GTAW自動焊確保焊透所需的理想頂角應通過實際生產中的試驗來確定。
填充金屬
用于雙相不銹鋼焊接的填充金屬多數是“匹配”的，但相對于與之匹配的鍛軋產品，其鎳含量一般更高（過合金化）。通常鎳含量比鍛軋產品高約2％～4％。填充金屬中的氮含量一般略低于母材。普遍認為，較高合金化的雙相不銹鋼填充金屬適用于焊接低合金化的雙相不銹鋼。用“匹配”填充金屬焊接雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼或碳鋼和合金鋼可獲得滿意的結果。
保護
像所有的氣體保護焊接工藝一樣，采用GTAW時，必須保護焊接熔池免受空氣氧化和污染。最常使用惰性氣體，氬氣，純度為99.95％或更高的干燥焊接級氬氣實施這種保護。
重要的是氣體處理系統應清潔、干燥和無泄漏，可調節流量以供應足量氣體，以及防止保護氣體紊流和吸入空氣。應在起弧前幾秒鐘啟動氣體，滅弧后再保持幾秒鐘，保持時間最好足夠長，以使焊縫和熱影響區冷卻到不銹鋼氧化溫度范圍以下。為保護焊條，使用常規氣體擴散網屏（氣篩）時建議流速為12～18升／分鐘，使用常規噴嘴時要求流速為上述流速的一半。
焊縫背面用保護氣體（也是純氬）流速取決于焊縫根部體積，但應足以確?？諝馔耆艃舨⑹购缚p獲得完全的保護（以沒有回火色為準）。由于氬氣比空氣重，應從下向上送氣，吹洗氬氣的用量最少為焊縫根部體積的7倍。
用純氬保護可得到滿意的焊接效果，但也有進一步改進的可能。添加高達3％的干燥氮氣有助于保留焊縫金屬的氮含量，尤其對于較高合金化的雙相不銹鋼而言。但發現加氮后增加了電極消耗，而加入氦可局部抵消這種影響。
應避免向保護氣體中加入氧氣和二氧化碳，因為它們會降低焊縫的耐蝕性。由于雙相不銹鋼中的鐵素體相可能產生氫脆或氫致裂紋，所以在保護氣體和焊縫背面用保護氣體中不應當使用氫氣。
如果焊炬配有氣體輸送系統和水冷系統，則應對它們進行定期檢查，以保證保存的氣體干燥，清潔。
技術和參數
對于雙相不銹鋼來說，坡口、對準、根部鈍邊和間隙準備的均勻一致特別重要。雖然奧氏體不銹鋼允許使用一些焊接技巧克服坡口準備的缺陷，但使用這些技巧卻使雙相不銹鋼有在相應溫度區間停留時間延長的危險。如果可能的話，不建議使用銅墊板，因為雙相不銹鋼對銅造成的表面污染敏感。
在焊接區外起弧會產生局部自熔焊焊點，冷卻速度很快，導致局部高鐵素體含量及耐蝕性的下降。為了避免產生這種問題，應在焊接接頭上起弧。
應采用完全的氣體保護進行定位焊。在根部焊道的起點不應當進行定位焊。理想情況下，為了避免定位焊引起的根部焊道開裂，根部焊道最好采用斷續焊且磨掉定位焊縫，或在焊接根部前局部修磨定位焊縫。
應仔細保持根部間隙寬度以確保根部焊道熱輸入和稀釋的一致。應在焊接填充焊道前研磨根部焊道的起點和終點。各焊接道次間，應允許工件冷卻到150℃以下（對于標準雙相不銹鋼）和100℃以下（對于超級雙相不銹鋼），以便后續焊接中使熱影響區有足夠的時間冷卻。
用GTAW法焊接雙相不銹鋼時最常使用的填充金屬為鎳略微過合金化的“匹配”填充金屬。更高合金化的雙相不銹鋼的匹配填充金屬，如超級雙相不銹鋼填充金屬已成功用于焊接2205母材。一般使用的焊絲直徑為1.6、2.4和3.2毫米。焊絲應當清潔、干燥，使用前應保存在有蓋容器內。在平焊位置進行焊接效果最佳。焊炬應盡可能保持或接近垂直以使保護氣體中吸入的空氣量最少。
為滿足多種材料厚度和接頭設計要求，選擇熱輸入的靈活性很大。根據下列公式計算的熱輸入一般在0.5～2.5kJ/mm范圍內。
熱輸入（kJ/mm）＝（V×A）/（S×1000）
其中V＝電壓（伏特）
A＝電流（安培）
S＝移動速度（mm／s）或
熱輸入（kJ/inch）＝（V×A×6）/（S×100）
其中V＝電壓（伏特）
A＝電流（安培）
S＝移動速度（in／min）
一般推薦的熱輸入：
2304或經濟型雙相不銹鋼 0.5～2.0 kJ/mm
2205 0.5～2.5 kJ/mm
2507 0.3～1.5 kJ/mm
采用GTAW焊接，如果有良好的氣體保護，并適當地控制在某些溫度的停留時間，則焊接的焊縫具有良好的韌性和耐蝕性。GTAW適用于各種場合的焊接。GTAW經常用來補充和完成采用其他焊接方法組裝的大型構件的最終焊接。對各類可能使用GTAW的情況進行焊接工藝評定是很重要的。
12.3.2 氣體保護金屬極電弧焊（GMAW／MIG）
氣體保護熔化極電弧焊（GMAW）有時稱為惰性氣體保護金屬極電弧焊（MIG），它特別適用于要求經濟地熔敷大量焊縫金屬的長焊道的焊接。對簡單形狀的結構可進行自動焊接。經常使用GMAW進行長焊道的焊接，隨后用GTAW進行補充以獲得復雜操作中的最佳控制。
設備
GMAW需要特殊設備，包括電流升降和電壓控制可調或具有產生脈沖電弧電流能力的恒壓電源。GMAW應采用直流反極性（DCRP），焊條為正極。GMAW可有三種電弧過渡方式。
短路過渡
這種方式需要分別控制傾斜度和二次電感，適用于焊接厚達約3毫米的材料。
該方式使GMAW的熱輸入最低且特別適用于采用較高熱輸入時有變形危險的薄規格軋材。它也可用于不規則位置的焊接。
脈沖電弧過渡
這種方式需要兩個電源提供兩級的輸出功率，由電源轉換提供脈沖。在噴射過渡階段金屬過渡量大，而在顆粒狀熔滴過渡階段金屬過渡量少。這種組合具有金屬熔敷速度較高但又限制了熱輸入的優點。
噴射過渡
這種方式熔敷速度高，電弧穩定，但熱輸入高。一般局限于平焊。采用這種方式進行中等大小焊縫的長、直焊道的焊接是很經濟的。
填充金屬
GMAW使用的自耗電極為連續焊絲，由自動進料系統通過焊炬供絲。用GMAW法焊接雙相不銹鋼的填充金屬是鎳含量高（過合金化）的“匹配”成分，以達到所期望的焊態相平衡和性能。
保護
GMAW保護氣體的選擇略復雜于GTAW，且在很大程度上取決于金屬加工廠是依賴于已購混合氣體，還是具有現場混合氣體能力。GMAW的保護氣體從純氬到氬氣含量為80％并添加氦氣、氮氣和氧氣，添加這些氣體來提高焊接構件的可焊性和成品性能。氣流速度取決于過渡方式、過渡速度和焊絲直徑，但對于直徑為1～1.6mm的焊絲，氣流速度一般在12～16l／min。焊接過程中應避免焊絲過度伸出以保持其處于氣體保護狀態。和GTAW一樣，完好的氣體輸送系統很關鍵，應采取措施預防保護氣體吸入空氣。由于進行較長焊道的焊接，因此為了保證焊接質量，從通風裝置開始進行氣體保護是很重要的。保護氣體或焊縫背面保護氣體不應當使用氫氣，因為雙相不銹鋼中的鐵素體相有可能產生氫脆或氫致裂紋。
技術和參數
表16匯總了短路電弧過渡和噴射電弧過渡的典型焊接參數。
就像GTAW焊接雙相不銹鋼一樣，GMAW要求良好且一致的坡口加工、對準和根部鈍邊或間隙。如果可能的話，應避免使用銅墊板，因為雙相不銹鋼對銅造成的表面污染敏感，且銅墊板在某些情況下會導致冷卻過快。
在焊接區以外起弧會產生自熔焊局部焊點，其冷卻速度很快，導致局部高鐵素體含量和耐蝕性的損失。為了避免產生問題，應在焊接接頭起弧。應采用精細打磨的方法去除焊縫區外的起弧點。
應全部采用氣體保護進行定位焊。在根部焊道的起點不應當進行定位焊。為了避免定位焊引起的根部焊道開裂，根部焊道最好采用斷續焊且磨掉定位焊縫，或在焊接根部前局部修磨定位焊縫。應仔細保持根部間隙寬度以確保根部焊道熱輸入和稀釋的一致。應在焊接填充金屬前研磨根部焊道的起點和終點。應允許工件在各道次間冷卻到150℃以下，以便使后續焊道的熱影響區有足夠時間冷卻。
一般使用的焊絲直徑為1.6、2.4和3.2 mm。焊絲應清潔、干燥，使用前應保存在有蓋容器內。導管應保持清潔干燥。在平焊位置進行焊接效果最佳。焊炬應盡可能保持或接近垂直以使吸入保護氣體中的空氣量最少。
12.3.3 藥芯焊絲電弧焊（FCW）
藥芯焊絲電弧焊是雙相不銹鋼焊接的最新工業化進展之一。它的成功應用恰好表明了雙相不銹鋼技術的發展是多么深遠和迅速。FCW法使用與GMAW相同的設備，通過焊炬自動供給填充助焊劑的焊絲。焊絲中的粉末提供了部分焊縫金屬的合金元素和焊渣，保護焊縫免受空氣氧化和污染，對焊炬提供的保護熱影響區的保護氣體起補充作用。FCW是一種經濟的焊接方法，因為其熔敷率高。它適用于不規則位置和各種厚度材料的焊接。
設備
實施藥芯焊絲電弧焊使用的設備與GMAW所用的設備相同。
填充金屬
由于采用助焊劑的焊接方法焊接的焊縫韌性略低（這可能是由焊縫金屬中氧含量增加引起的），所以FCW的填充金屬鎳含量應較高以使焊縫金屬中的奧氏體含量高于接近平衡的母材組織。因為助焊劑成分和FCW焊絲的生產屬專利，故不同供應商生產的FCW填充材料可能存在很大差別。采用FCW進行生產性焊接時，應采用做焊接工藝評定時所使用的、同一來源的焊絲以避免生產的不穩定。
保護
用FCW法進行平焊和立焊時最常用的保護氣體分別為80％氬氣－20％二氧化碳和100％二氧化碳。每種保護氣體或焊接方法的氣流速率均為20～25l/min?？刂坪附z伸出長度很重要, 可抑制增碳，特別是采用100% CO2時。
工藝參數
對于直徑為1.2mm 的焊絲，平焊和立焊時典型的電流電壓設定分別為150～200A、22～38V和60～110A、20～24V。此外，對于FCW焊接技巧的建議與GMAW相同。
12.3.4 手工電弧焊（SMAW／焊條）
手工電弧焊，有時稱為焊條或涂藥焊條電弧焊，是在位置或保護相對困難的情況下焊接復雜形狀構件的一種很通用的方法。雖然整體結構特別是位置或保護相對困難的較小和較復雜形狀的焊接可以依靠SMAW工藝，但是最常見的情形是SMAW與成本更具競爭力的焊接方法相互配合應用于大型結構的焊接。
設備
SMAW所需設備為恒電流電源。SMAW采用直流反極性（DCRP），焊條為正極。
填充金屬
SMAW焊條由帶藥皮的熔化電極組成。藥皮可含有或不含額外帶入焊縫中的合金元素。藥皮是一種復雜的混合專利產品，它能夠穩定電弧，在電弧過渡期間保護金屬，保護焊縫在凝固過程中和凝固后不與空氣接觸。由于藥皮的專利特性，名稱相似但來自不同供貨商的產品可能差別很大。藥皮的突出作用是改善焊縫韌性或物理外觀，可為特定位置焊接如平焊、不規則位置、立焊專門設計藥皮以獲得最優性能。
SMAW焊條的藥皮易吸水，水的存在將大大降低它們的性能。焊條使用前應保存在出廠密封箱內。一旦打開包裝，就應當將焊條保存在加熱到95℃以上的爐子中，防止水分聚集導致焊縫氣孔或開裂。由于藥皮增加了焊縫的氧含量，從而降低了韌性，因此一般SMAW焊條中的奧氏體含量應接近于最大值，這樣焊縫金屬仍將具有雙相組織的良好效果。焊縫韌性遠低于母材，但通常遠高于碳素鋼和合金鋼所要求的韌性值。SMAW焊接工藝評定有時會出現的一個錯誤是，采用ASTM A 923試驗但沒有適當地調整驗收標準。SMAW焊縫韌性值較低并不表示存在金屬間相，而是由于保護藥皮中的氧。若按照對母材的要求來要求焊縫金屬達到－40℃／℉時最低54J/40英尺·磅的沖擊值，則將導致已使用多年并取得很好效果的這一通用焊接方法被判不合格。按照ASTM A 923規范，焊縫金屬的沖擊功最小值為34J/25英尺·磅，熱影響區的沖擊功最小值為54J/40英尺·磅。
保護
對于SMAW來說，保護通常不是問題，因為這種焊接方法依賴于焊劑和焊條藥皮產生的氣體保護。
技術和參數
如表17所示，SMAW的焊接工藝參數基本上是焊條直徑的函數。
為了最大程度地發揮焊劑的保護作用，焊工應保持盡可能短的電弧。間隙太寬，稱為“長弧”，可能會導致焊縫氣孔，過度氧化，熱輸入過多并降低力學性能。
焊縫根部焊道應使用小尺寸的焊條，填充焊道使用較大尺寸焊條。應始終在焊縫區內起弧。任何其他起弧點或飛濺物都應當通過精細打磨來去除。
厚度小于2毫米的雙相不銹鋼不應當使用SMAW焊接。如果可能的話，工件應盡可能平放，但SMAW焊條幾乎能夠用于任何位置的焊接。焊條應與工件呈20°角（傾斜角）。焊條夾具應前傾于焊接移動方向。應采用橫擺量最小的直窄焊道熔敷焊縫金屬。電流設定到能使電弧穩定，焊縫和母材熔化良好即可。
12.3.5 埋弧焊（SAW）
埋弧焊可用于熔敷較大焊縫，與多道次而每道次熔敷量少的焊接方法相比，它在熱影響區溫度范圍的總停留時間較少。由于焊縫金屬中鐵素體相的凝固和雙相組織的轉變，雙相不銹鋼可用SAW焊接而熱裂危險最小。然而為了使焊縫完全焊透，相對奧氏體不銹鋼而言，有必要對接頭設計和焊接參數作一些調整。SAW操作若移動速度非?？?，且坡口設計不當，會導致焊縫中心線裂紋, 而降低焊接速度一般可解決裂紋問題。對于大型構件和大型直焊道的焊接，SAW是一種具有成本效益且效果較好的焊接雙相不銹鋼的方法。SAW常用于加工厚壁雙相不銹鋼管。
填充金屬和保護
通常的雙相不銹鋼匹配填充金屬適用于SAW。然而正確選擇焊劑以獲得所期望的性能很重要。據報道，采用高堿度焊劑，雙相不銹鋼的沖擊韌性最好。
技術和參數
表18歸納了雙相不銹鋼SAW的典型參數。
12.3.6 電子束焊和激光焊
這些焊接方法在雙相不銹鋼上的應用經驗是積極的。采用這些焊接工藝，可獲得非常窄的熱影響區和快速冷卻，可避免金屬間相形成。但是，高冷卻速度會導致焊縫中形成過量的鐵素體，因此，當采用這些焊接方法時，焊接工藝評定很關鍵。焊后的固溶退火可降低鐵素體含量，改善焊縫中奧氏體/鐵素體相的比例。
12.3.7 電阻焊
采用單脈沖電阻焊進行點焊時，熱影響區冷卻很快。雙相不銹鋼的這種急冷甚至比奧氏體不銹鋼更快，因為雙相不銹鋼具有較高的熱傳導率。在這種情況下，緊鄰熔合線處有一薄層材料的溫度會達到雙相組織完全轉變為鐵素體的溫度范圍。冷卻如此之快甚至氮含量較高的雙相不銹鋼在該溫度范圍內也不可能形成奧氏體，這樣可能的結果就是，母材韌性較好，而焊縫因中間有一層連續的鐵素體層而韌性不佳。
程控電阻焊機可提供雙脈沖焊接循環，這足以降低冷卻速度，防止產生連續的鐵素體層。同樣，有必要對不同厚度的材料進行焊接工藝評定。
電阻縫焊機產生類似問題的可能性較小，暴露時間不可能長到足以形成金屬間相，但在焊接工藝評定中應特別關注過量鐵素體形成的可能性。
(未完待續）
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