[发明专利]一种用于2205双相不锈钢MIG焊的三元保护气体及其焊接工艺

说明书

本发明属于金属焊接技术领域，具体为一种用于2205双相不锈钢MIG焊的三元保护气体及其焊接工艺，按体积分数计的下列各气体：0.1％≤CO₂≤0.5％、20.0％≤He≤40.0％，Ar为余量。本发明通过采用一种多种类气体混合型的焊接保护气，解决了对2205双相不锈钢熔化极气体保护焊的过程中受到保护气体影响而导致的焊缝质量差，包括表面氧化、成型不佳、效率低下的问题，同时提供了相应的主要焊接工艺参数，从而保证了双相不锈钢的焊接质量，提升了焊接过程的稳定性，并且满足了各类应用场合对于双相不锈钢焊接接头力学性能和耐腐蚀性能的要求。

技术领域

本发明涉及双相不锈钢焊接，具体为一种用于双相不锈钢熔化极气体保护焊的三元混合型保护气体。

背景技术

双相不锈钢，即铁素体相和奥氏体相在固溶态下两相的比例约为1:1，同时继承了两类组织各自在力学性能和耐腐蚀性能方面的优点。由于双相不锈钢具有出众的耐氯化物腐蚀的性能，其应用量在海水净化、油气、造纸等化工冶金领域正在高速增长。目前，含氮的第二代双相不锈钢已在国内外得到大规模运用，其代表钢种是2205。双相不锈钢在焊接上存在一些可能会影响其主要性能(即力学性能和耐蚀性能)的问题，包括焊接工艺和耗材上选择不良而导致的两相不平衡、夹杂相过多、二次相析出从而造成焊接接头的缺陷产生、性能下降。在MIG焊的过程中，保护气的组分设置是重要的影响因素之一。

公告号为CN 101972878B的国内专利公开了一种对于双相不锈钢的焊接工艺和相应的特定保护气，但其所使用的焊接方式为钨极氩弧焊(Tungsten Inert Gas Welding，TIG焊)，所提及的焊接保护气内添加的还原性气体为保存、运输、操作过程中都比较危险的氢气，且比例高达10％。

与此类似的公布号为CN 102773591A的国内有关双相不锈钢焊接过程的保护气专利同样是针对TIG焊过程，且使用95％的Ar和5％的H₂。

但以上所提及的授理/授权专利所述的焊接方式都是TIG焊，因此，各专利中均没有在混合型保护气内添加活性气体作为成分调整。对于H₂而言，在奥氏体不锈钢的TIG焊过程采用中有利于减轻氧化，但是，对于双相不锈钢而言，保护气内添加H₂对于铁素体组织存在引发氢脆的危险。

公布号为CN 103801807A的专利给出的传统奥氏体不锈钢MIG焊接采用的混合保护气(98％Ar+2％CO₂)。虽然此气体体系正在被广泛使用，但是实际焊接过程中高比例CO₂所带来的氧化严重问题是无法解决的。而公布号 CN102019485A给出的(80％Ar+20％CO₂)的保护气体更是由于其大比例CO₂的存在不适合用于双相不锈钢的熔化极气体保护焊过程。

本发明所述的三元混合型保护气体，能够在针对双相不锈钢熔化极气体保护焊过程中有效提升其相关性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于2205双相不锈钢MIG焊的三元保护气体及其焊接工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于2205双相不锈钢MIG焊的三元保护气体，以体积分数计，为： 0.1％≤CO₂≤0.5％、20.0％≤He≤40.0％，Ar为余量，所焊不锈钢工件材料为2205 不锈钢，工件板料厚度6～10mm，焊丝采用2209实心焊丝。

一种用于2205双相不锈钢MIG焊的焊接工艺包含以下步骤：

步骤1：按上述配比，将三种气体通过气体混配器均匀混合成焊接保护气体；