程显平，杨建，陈哲，张剑利

海洋石油工程（青岛）有限公司 山东青岛 266520

1 序言

在海洋石油工程（青岛）有限公司承建的某大型浮式储油轮（FPSO）项目中，由于服役工况需要，故在设计中使用了大量的超级双相不锈钢。为控制焊接接头的相比例成分，保证焊接接头的耐蚀性，根据项目要求，超级双相不锈钢焊接应使用Ar与N2的混合气体（98%Ar+2%N2），并且除了常规的力学性能试验外，还需要进行相比例和点蚀试验，相比例和点蚀试验要求相对较高。

2 材料分析

双相不锈钢主要是指铁素体和奥氏体双相不锈钢，本文研究的焊接工艺也是针对此类双相不锈钢。铁素体和奥氏体双相不锈钢是由铁素体（体积分数占40%～60%）和奥氏体（体积分数占60%～40%）组成的双相不锈钢。它兼备了奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的优点，具有强度高、耐腐蚀性好和易于焊接的特点[1]。

本文研究的超级双相不锈钢为ASTM A790标准下的UNS 32750系列，也是双相不锈钢的一种，主要区别也在于超级双相不锈钢的Cr、Ni和Mo三种元素含量高于普通双相不锈钢，因此其力学性能和耐蚀性均得到进一步提升。

在开展焊接工艺研究前，应先对该材料化学成分和力学性能进行分析，材料厂家测试的化学成分和力学性能见表1、表2。

表1 超级双相不锈钢化学成分（质量分数） （%）

表2 超级双相不锈钢力学性能 （MPa）

3 工艺开发

3.1 焊接性分析

由于双相组织的存在，超级双相不锈钢具有较好的焊接性，但是超级双相不锈钢在相比例和腐蚀性能方面要求极为严格，因为焊接热输入、层间温度、气体成分等均会对组织和成分形成影响，所以需要对焊接工艺进行特定的控制，以取得合适的双相组织并控制杂质相的生成。……