雙相不銹鋼2205的化學(xué)成分是由22%鉻，2.5%鉬及4.5%鎳氮合金構(gòu)成的復(fù)式不銹鋼。它具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應(yīng)力腐蝕能力等性能特點(diǎn)。氮是一種強(qiáng)奧氏體形成元素。在雙相不銹鋼中加入氮不僅提高了鋼的強(qiáng)度，而且對(duì)鋼的塑性和韌性沒有明顯的損傷，而且抑制了碳化物的析出和延遲。

    組織特征：溫室中固體溶液中的奧氏體和鐵素體占每個(gè)的約一半，具有雙相組織特征。它保留了鐵素體不銹鋼的導(dǎo)體數(shù)量少、抗點(diǎn)蝕、裂紋和氯化物應(yīng)力腐蝕等特點(diǎn)。具有韌性好、脆性轉(zhuǎn)變溫度低、抗晶間腐蝕、力學(xué)性能和焊接性好等優(yōu)點(diǎn)。

    兩相不銹鋼的屈服強(qiáng)度和抗應(yīng)力腐蝕性能幾乎是奧氏體不銹鋼屈服強(qiáng)度的1倍，在相同的壓力等級(jí)條件下可以節(jié)省材料。奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低于奧氏體不銹鋼，接近于低碳鋼。使雙相不銹鋼與碳鋼的連接更加合適，具有重要的工程意義。鍛造和冷沖壓都不如奧氏體不銹鋼。

    焊接性：雙相不銹鋼2205具有良好的焊接性，焊接冷、熱裂紋敏感性小。通常焊前不預(yù)熱，焊后不熱處理。由于氮含量高，熱影響區(qū)的單相鐵素體傾向小，合理選擇焊接材料時(shí)，此時(shí)控制焊接線能量，具有良好的綜合性能。

    熱裂紋：熱裂紋敏感性遠(yuǎn)低于奧氏體不銹鋼。這是因?yàn)殒嚭坎桓撸仔纬傻腿埸c(diǎn)共晶的雜質(zhì)很低，低熔點(diǎn)液膜不易產(chǎn)生。此外，高溫下不存在谷物快速生長(zhǎng)的危險(xiǎn)。

    熱影響區(qū)的脆化：雙相不銹鋼焊接的主要問題不是焊縫，而是在熱影響區(qū)內(nèi)。由于熱影響區(qū)在焊接熱循環(huán)作用下處于快速冷卻的非平衡狀態(tài)，冷卻后總是保留較多的鐵素體，增加了腐蝕傾向和氫致裂紋（脆性）敏感性。

    焊接冶金：在雙相不銹鋼的焊接過程中，在熱循環(huán)作用下，在焊縫金屬和熱影響區(qū)的微觀結(jié)構(gòu)中發(fā)生了一系列的變化。高溫下，雙相不銹鋼的金相組織均為鐵素體，冷卻過程中奧氏體析出。奧氏體析出的數(shù)量受多種因素的影響。

    雙相不銹鋼焊接接頭的力學(xué)性能和耐蝕性取決于能否保持合適的焊接接頭比例。因此，圍繞如何保證雙面結(jié)構(gòu)進(jìn)行焊接。當(dāng)鐵素體和奧氏體量接近50％時(shí)，性能良好，基材的性能彼此接近。改變這種關(guān)系將降低雙相不銹鋼焊接接頭的耐蝕性和力學(xué)性能。2205雙相不銹鋼鐵素體含量為45%，鐵素體含量低于25%時(shí)，強(qiáng)度和應(yīng)力腐蝕開裂能力下降，過量鐵素體含量大于75%也會(huì)影響耐蝕性，降低沖擊韌性。

    對(duì)比因素：焊接接頭中鐵素體和奧氏體的平衡不僅受鋼中合金元素含量的影響，還受填充金屬、焊接熱循環(huán)和保護(hù)氣體的影響。

    合金元素的影響：根據(jù)研究和大量實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，基體材料氮是非常重要的。氮在保證焊后焊縫金屬和熱影響區(qū)形成足夠的奧氏體中起著重要作用。氮（如鎳）形成奧氏體值并膨脹奧氏體元素，但氮的能力也大于鎳的能力，這可以防止焊接后單相的出現(xiàn)，并防止有害金屬相的沉淀。由于焊接熱循環(huán)的影響，自熔焊或填充金屬成分與母材成分相同時(shí)，焊縫金屬鐵素體含量急劇增加，甚至出現(xiàn)純鐵素體組織。為了抑制焊縫中鐵素體的過度增加，具有主要奧氏體的焊接金屬是雙相不銹鋼的焊接傾向。通常，這兩種方法是增加焊接材料中的鎳或氮。通常，鎳含量比基體金屬高2％至4％，例如，2205填充金屬的鎳含量高達(dá)8％至10％。含氮釬料比只能提高鎳釬料的效果，但氮的加入不僅可以延緩金屬間的析出，而且可以提高焊縫金屬的強(qiáng)度和耐蝕性。目前，填充材料通常在增加鎳的基礎(chǔ)上，然后加入具有相同含量的基礎(chǔ)金屬的氮。

    雙相不銹鋼2205，采用Sandvik 22.8.3L（ER2209）焊絲進(jìn)行TIG焊，采用Avesta 2205AC/DC焊條進(jìn)行TIG焊，以滿足焊接材料的要求。雙相不銹鋼2205和合金元素上的焊接材料的這些特點(diǎn)為焊接工藝參數(shù)的選擇提供了一定的范圍，即焊接線能量，這對(duì)焊接非常有利。

    熱循環(huán)：雙相不銹鋼焊接的特點(diǎn)是焊接熱循環(huán)對(duì)焊接接頭的結(jié)構(gòu)有影響。無(wú)論是焊縫還是熱膜星形區(qū)，都會(huì)發(fā)生相變，這對(duì)焊接接頭的性能有很大的影響。因此，多層多道焊是有益的，后續(xù)的焊縫對(duì)前焊縫具有熱處理作用，焊縫金屬中的鐵素體進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為奧氏體，與焊縫相鄰的熱影響區(qū)的奧氏體相也增加，可以細(xì)化鐵素體晶粒，減少碳化物和氮化物從晶體和晶界析出，從而顯著提高了整個(gè)焊接接頭的組織和性能。由于焊接熱循環(huán)的影響，與介質(zhì)接觸的焊道應(yīng)采用雙相不銹鋼焊接，這與奧氏體不銹鋼焊接順序的要求相反。

    工藝參數(shù)的影響： 焊接工藝的數(shù)量，即焊接線能量，對(duì)兩相微觀結(jié)構(gòu)的平衡也起著關(guān)鍵作用.由于雙相不銹鋼在高溫下是100%的鐵素體，如果線能量太小，熱影響區(qū)冷卻速度太快，則在溫室過冷條件下，奧氏體析出的過多鐵素體將繼續(xù)存在。如果線能量太大并且冷卻速度太慢，盡管可以獲得足夠量的奧氏體，但它還將導(dǎo)致熱影響區(qū)中鐵素體的晶粒生長(zhǎng)和有害金屬相的沉淀等于0，從而導(dǎo)致接頭脆化。為了避免上述情況，措施是控制焊縫能量和層間溫度，并使用填充金屬。

    保護(hù)氣體的影響：鎢極氬弧焊時(shí)，可在氬氣中加入2%的氮?dú)猓乐褂捎跀U(kuò)散導(dǎo)致焊縫表面失去氮，有利于鐵素體與奧氏體之間的平衡。