热输入对2205双相不锈钢MIG焊接接头组织及力学性能的影响

双相不锈钢由体积比接近1:1的铁素体和奥氏体两相组成，具有优良的力学性能和耐氯化物应力腐蚀性能，在石油天然气管道、化学品运输罐以及船舶工业中的应用日益广泛，作为一种镍资源节约型不锈钢，双相不锈钢在很多场合下能够取代奥氏体不锈钢，能够有效地降低成本。双相不锈钢作为一种结构材料，在应用中总会经历焊接加工，双相不锈钢在焊接加工时，焊接接头尤其是热影响区的显微组织会发生一系列复杂的相变过程。因此，关于双相不锈钢焊接接头的显微组织及性能的研究一直是双相不锈钢研究领域的热门课题之一。

研究者利用焊接热模拟的方法，研究了热输入对双相不锈钢模拟热影响区显微组织中奥氏体形貌和体积分数的影响，指出增大热输入能够有效地提高模拟热影响区中奥氏体的体积分数。此外，一些研究者指出，通过改变焊后焊接接头的冷速同样可以显著地改变双相不锈钢焊接接头中奥氏体的形貌和体积分数。东北大学材料学院的研究者利用熔化极惰性气体保护焊（MIG）对2205双相不锈钢进行不同热输入条件下的焊接实验，研究MIG焊接热输入对焊接接头显微组织及力学性能的影响。研究结果表明：

（1）热影响区的显微组织受焊接热循环影响较大。距离熔合线较远的不完全重结晶区中带状奥氏体边缘起伏随热输入的增大逐渐增强，带状奥氏体的宽度逐渐增大；靠近熔合线的粗晶区中晶界奥氏体形成封闭的结构将铁素体包围，铁素体内析出的奥氏体较少。

（2）在不同区域的焊缝金属中奥氏体形貌存在显著差异。靠近焊缝中心的奥氏体组织大多为等轴状的块状奥氏体，而靠近熔合线的奥氏体组织则比较粗大，以魏氏奥氏体为主。随着热输入的增加，焊缝金属中魏氏奥氏体逐渐减少，而块状奥氏体的数量逐渐增多。

（3）随着热输入的增大，焊接接头的抗拉强度和屈服强度均有轻微降低。热影响区和焊缝金属中奥氏体的体积分数逐渐升高、魏氏奥氏体的减少以及块状奥氏体的增多能稍微提高焊接接头的断后延伸率。

（4）焊接接头的显微硬度从母材到焊缝金属呈先升高后降低的变化趋势，热影响区的显微硬度最高。显微硬度的变化与焊接接头各区域中奥氏体体积分数有关，随着热输入的增大，各区域中奥氏体体积分数逐渐升高，显微硬度会相应有所降低。