超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状

王凯，李天庆，陈阳，丁礼君，雷玉成

超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状

王凯，李天庆，陈阳，丁礼君，雷玉成

（江苏大学 材料科学与工程学院，江苏 镇江 212013）

主要梳理和综述了超级双相不锈钢2507焊接方面的研究工作，从而对超级双相不锈钢2507焊接工艺进行指导。从超级双相不锈钢2507焊接工艺、焊接接头两相比例调节两个维度进行综述，其中，超级双相不锈钢2507焊接工艺部分从钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊这6种焊接工艺开展评述，焊接接头两相比例调节部分从调整焊接热输入、焊后热处理、添加合金元素镍或氮3个方面进行评述。结合国内外研究现状，探讨了超级双相不锈钢焊接如何控制接头两相比例这一关键问题。研究现状表明：钨极氩弧焊、等离子弧焊和激光焊可以较好地实现超级双相不锈钢优质焊接；添加合金元素镍或氮是调控焊接接头两相比例的重要手段。开展超级双相不锈钢2507焊接工艺研究现状的综述具有重要意义，向熔池过渡合金元素的高能量密度焊接工艺可能是超级双相不锈钢焊接的优选技术。

焊接；双相不锈钢；奥氏体；铁素体

双相不锈钢（Duplex Stainless Steel，DSS）具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，在海洋工程、化学化工、能源等领域被广泛应用[1-3]。双相不锈钢室温组织由铁素体相（α）和奥氏体相（γ）组成，两相比例接近1∶1。与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢具有更高的塑性和韧性、更好的焊接性和耐晶间腐蚀性；与奥氏体不锈钢相比，其强度更高，耐氯化物应力腐蚀能力更好[4-5]。双相不锈钢兼具了铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点，超级双相不锈钢（Super Duplex Stainless Steel，SDSS）是双相不锈钢发展的第三代产物，相比于前两代的普通双相不锈钢，超级双相不锈钢的合金元素含量更加丰富，碳含量更低，钼、氮含量更高[6-7]，具有卓越的耐点蚀性能和耐氯化物应力腐蚀性能，广泛应用于极其恶劣的腐蚀环境中。目前，超级双相不锈钢2507是超级双相不锈钢中使用最广泛的一类钢种。

焊接是超级双相不锈钢工业使用中一种重要且普遍的加工成形手段[8-9]。在进行焊接时，母材（Base Metal，BM）局部会经历先快速加热、随后快速冷却的过程，在此过程中会形成焊缝（Weld Metal，WM）和热影响区（Heat Affected Zone，HAZ）。超级双相不锈钢性能优良与否很大程度上取决于其两相比例，两相比例接近1:1时可以较好地展现其优异的综合性能，一般来说，两相中含量较少的一相其含量也需达到30%以上才能够满足工业使用的需要[10]。超级双相不锈钢焊接时，焊缝和热影响区冷却过程中铁素体首先从液相析出，奥氏体随后从铁素体中析出[11-12]，因此，在经历焊接这个快速加热与冷却的过程后，超级双相不锈钢焊缝和热影响区中的组织会发生不均匀变化。由于快速冷却作用，奥氏体没有足够时间从铁素体中析出，焊缝和热影响区中铁素体含量增多而奥氏体含量减少，两相含量很难达到平衡，这会给工件的实际工业使用带来不良影响[13-14]。如何调节焊缝和热影响区中的两相比例是获得优质超级双相不锈钢2507焊接接头的关键。国内外焊接工作者针对超级双相不锈钢2507已经开展了一系列的研究工作，取得了一些研究结果。梳理超级双相不锈钢2507焊接方面的研究工作，对于指导超级双相不锈钢2507焊接工艺具有重要意义。

文中主要从超级双相不锈钢2507焊接工艺、两相比例调节两个维度进行综述，其中，超级双相不锈钢2507焊接工艺部分从钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊这6种焊接工艺开展评述；两相比例调节部分从调整焊接热输入、焊后热处理、添加合金元素镍或氮3个方面进行评述。基于超级双相不锈钢2507焊接现状的分析，对超级双相不锈钢焊接关键问题进行探讨，并对超级双相不锈钢焊接工艺进行总结和展望。

1 超级双相不锈钢2507焊接工艺

学者们在超级双相不锈钢2507熔焊工艺方面做了大量的研究工作，本节主要总结钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊这6种超级双相不锈钢的焊接工艺。

1.1 钨极氩弧焊

钨极氩弧焊是指在惰性气体（一般为氩气）保护下，通过钨电极和工件之间产生的电弧熔化工件的熔焊方法[15-16]。钨极氩弧焊是目前超级双相不锈钢焊接常用的一种焊接方法。Muthupandi等[12]发现，焊接热输入的提高可以降低焊缝铁素体含量。李国平等[17]研究了钨极氩弧焊时，焊接热输入对超级双相不锈钢2507焊接接头的影响，研究结果表明，焊接热输入的增加可以在一定程度上提高焊缝的奥氏体含量；较小的热输入会导致热影响区出现氮化物，影响焊接接头的耐腐蚀性能，而较大的热输入则会导致焊缝晶粒粗大，影响焊接接头的力学性能。Ramkumar等[18]采用1.17 kJ/mm的焊接热输入对5 mm的超级双相不锈钢2507板进行了钨极氩弧焊接，发现焊接接头在此热输入下成形良好且熔深最深，焊缝两相比例接近1:1，焊接接头中没有氮化物等有害相生成，且焊接接头的力学性能与母材相当。Ramkumar等[19]在焊接时使用了NiO、MoO3和SiO23种焊剂，发现NiO提高了焊缝中奥氏体的含量。Du等[20]采用氮氩混合气作为保护气体，对超级双相不锈钢2507进行了钨极氩弧焊，研究发现，焊缝中奥氏体含量随着保护气中氮气比例的增加而增加，当氮气比例为2.0%～3.0%时，奥氏体含量达到51%～53%，此时焊接接头的力学性能最好。Kim等[21]发现，保护气中氮气的加入不仅可以提高焊缝的奥氏体含量，还可以显著提高焊接接头的耐点蚀性能[21]。Zhang等[22]使用98% Ar+2% N2作为焊接保护气，发现氮气的添加虽然可以提高焊缝的奥氏体含量，但对热影响区的微观组织演变没有显著影响。Zhang等[23-24]在不同温度下对超级双相不锈钢2507钨极氩弧焊接接头进行了焊后热处理，研究发现，焊后热处理可以显著降低焊缝和热影响区中铁素体的含量，在1 080 ℃保温3 min后，焊缝和热影响区中铁素体含量最少，两相比例接近1∶1，此时焊接接头的冲击韧性和耐点蚀性能最好。

使用钨极氩弧焊对超级双相不锈钢进行焊接时，热影响区的组织与性能总是难以调控，是焊接接头的薄弱区域。Mourad等[25]对比了钨极氩弧焊和激光焊的焊接接头，发现激光焊的焊缝和热影响区更窄，如图1所示，但是激光焊接接头中奥氏体含量较少。焊接超级双相不锈钢时既要考虑调节两相比例，又要考虑减小焊缝和焊接热影响区宽度，从而提高焊接接头的整体性能。

图1 钨极氩弧焊和激光焊接接头微观组织[25]

1.2 埋弧焊

埋弧焊是一种热输入高的弧焊工艺，焊接时需要在工件待焊位置添加填充金属及焊剂，电弧在焊剂层下燃烧[26-27]。目前，超级双相不锈钢埋弧焊的相关研究较少。Cervo等[28-29]采用埋弧焊对超级双相不锈钢2507进行了焊接和焊后热处理，研究了退火温度对焊接接头的影响。研究结果表明，未焊后热处理的焊缝中奥氏体含量低于母材，且由于元素的不均匀分配，焊缝的耐腐蚀性能低于母材。焊后进行1 100 ℃退火后，焊缝两相比例较为合理，且此时焊缝的耐腐蚀性能最好。然而，埋弧焊时热输入较大，冷却速度慢，会导致焊缝和热影响区的晶粒长大，焊接接头冲击韧性降低。另外，Stützer等[30]发现，采用埋弧焊对超级双相不锈钢进行焊接时，较大的热输入会导致焊缝出现凝固裂纹。Świerczyńska等[31]也发现，较大的热输入会导致焊接接头力学性能的降低。

埋弧焊时需要同时使用焊丝及焊剂，焊接过程复杂，焊接适用位置受到限制，灵活性较差，且焊接接头的力学性能较差，因此，采用埋弧焊焊接超级双相不锈钢不是一个好的选择。

1.3 等离子弧焊

等离子弧焊是一种高能量密度的弧焊技术，与其他自由电弧焊接工艺相比，等离子弧焊时电弧受到压缩，从而具有更高的能量密度及更强的穿透能力[32]，因此，等离子弧焊可以在不开坡口的情况下一次性焊透较厚板材，且对工件的热影响较小[33]。洪巨锋等[34]发现，采用等离子弧焊接双相不锈钢时，焊缝和热影响区中铁素体含量超过了70%，两相比例严重失衡。Taban等[35-36]采用了1.90和2.25 kJ/mm 2种不同热输入对超级双相不锈钢2507进行了等离子弧焊接，研究了焊接热输入对焊接接头微观组织和低温韧性的影响，研究结果表明，各个焊接接头在不同温度下均表现出良好的低温韧性，增加热输入使得焊缝铁素体含量降低了5%。Migiakis等[37]采用98%Ar+2%N2作为离子气和保护气对超级双相不锈钢进行等离子弧焊接，研究结果表明，等离子弧焊接时可以获得宽度较窄且没有明显缺陷的焊缝以及热影响区，氮气的加入使得焊缝氮质量分数提高了0.06%，焊缝奥氏体含量提高了15%，奥氏体形貌发生明显变化，从魏氏奥氏体转变为球状奥氏体，如图2所示。氮气的加入明显提高了焊缝的显微硬度和低温冲击韧性，以及焊接接头的耐点蚀性能。Migiakis等[38-39]还发现，焊接时使用富镍焊丝也可以提高超级双相不锈钢等离子弧焊缝中的奥氏体含量和焊接接头的抗拉强度，Kirik等[40]通过在等离子弧焊接时添加镍中间层也得到了相似的研究结果。

图2 超级双相不锈钢等离子弧焊缝微观组织[37]

采用等离子弧焊接超级双相不锈钢时，通过改变焊接热输入或者添加合金元素的方式可以获得具有合理的两相比例及良好的使用性能的焊接接头。与钨极氩弧焊等自由电弧焊接工艺相比，等离子弧焊的焊缝及热影响区的宽度更窄，且焊接效率更高，因此，等离子弧焊将会成为超级双相不锈钢焊接中一种值得考虑的焊接方法。

1.4 激光焊

激光焊是一种以高能量密度激光束作为热源的熔焊工艺[41]。与上述钨极氩弧焊、埋弧焊和等离子弧焊等电弧焊工艺相比，激光焊可以以更低的热输入和更高的焊接速度完全焊透工件，激光焊接接头的焊接变形小，热影响区很窄[42]，因此，国内外学者对超级双相不锈钢的激光焊接进行了相关研究。李港志等[43-44]发现，由于激光焊接时的快速冷却作用，超级双相不锈钢2507激光焊缝中铁素体含量过高，接近70%，这将导致焊接接头的强度、硬度升高，而韧性和耐腐蚀性能降低。Qi等[45]发现，超级双相不锈钢2507焊缝中奥氏体含量与形貌和热输入密切相关，激光焊接时热输入较低，因此，与热输入较高的钨极氩弧焊相比，焊缝中奥氏体含量也较低。Kolenic等[46]采用不同的热输入对超级双相不锈钢2507进行了激光焊接，发现热输入的提高可以降低焊缝中铁素体含量，调整焊接热输入可以获得两相比例合理的激光焊接接头。Saravanan等[47]对不同热输入的超级双相不锈钢2507焊接接头进行了焊后热处理，研究发现，随着热输入的提高，焊缝中奥氏体含量增加。焊后热处理可以显著降低焊缝中铁素体含量，平衡两相比例并改善焊接接头的耐点蚀性能。为了通过焊接直接得到理想的焊接接头，Cruz Junior等[48]尝试在激光焊接超级双相不锈钢2507时使用镍箔作为填充金属，研究发现，添加镍箔后焊缝中奥氏体含量从7.3%增加到了53.2%，且奥氏体形貌发生改变，出现大量针状魏氏奥氏体，如图3所示。Lai等[49]研究了保护气中氮分压对焊接接头的影响及氮元素从保护气向焊缝扩散的机制，如图4所示。研究结果表明，随着氮分压的增大，大部分氮元素从保护气扩散到焊缝上部，少部分氮元素通过匙孔扩散到焊缝中部，由于熔池流动，焊缝中整体氮含量随之增加并变得均匀，因此，焊缝中奥氏体含量也表现出明显的提高。与纯氩气保护的焊接接头相比，纯氮气保护的焊接接头表现出更好的耐腐蚀性能。

与等离子弧焊相似，激光焊接时也可通过调整热输入、添加合金元素等方法来调节焊缝两相比例及焊接接头的性能，且激光焊接速度快、焊缝和热影响区宽度小，因此，采用激光焊对超级双相不锈钢进行焊接也是一个较好的选择。

图3 镍对激光焊缝奥氏体的影响[48]

图4 不同保护气条件下的氮元素行为示意图[49]

1.5 电子束焊

电子束焊是一种高能量密度焊接工艺，电子枪产生的电子束由高加速电压加速和光学系统聚焦后快速轰击到工件上，使金属快速熔化并蒸发，蒸发反应是形成小孔并实现穿透的主要因素[50]。电子束焊接的速度快，焊接变形小，焊缝及热影响区窄，但电子束焊大多需要在真空环境下进行，焊接条件较为严格，因此，目前关于超级双相不锈钢电子束焊的相关研究较少。Ramkumar等[51]研究发现，采用电子束焊可以实现6 mm超级双相不锈钢板的一次性焊透。焊缝中两相比例可以控制在合理范围内，但与母材相比，焊缝中铁素体含量偏高，焊接接头的显微硬度和抗拉强度提高。Zhang等[52]研究发现，电子束焊时焊接热输入的提高并不能显著增加焊缝中奥氏体含量，当铁素体含量达到90%以上，焊接接头的显微硬度明显提高，但耐腐蚀性能降低。Krasnorutskyi等[53]发现，电子束焊接时热输入的增加会导致焊缝中氮含量的降低，尽管冷却时间更长，但焊缝中铁素体的含量仍然达到70%以上。

电子束焊与等离子弧焊、激光焊同为高能束焊接工艺，都可以以很快的焊接速度获得成形良好且焊缝和热影响区较窄的焊接接头，但电子束焊大多需要真空条件，焊接设备复杂且焊接所需环境要求更加苛刻，限制了电子束焊在大型构件超级双相不锈钢中的应用。

1.6 激光-电弧复合焊

激光-电弧复合焊接工艺是一种融合了激光与电弧的熔焊工艺。与单一热源焊接方法相比，激光-电弧复合焊接可以将激光束焊接与电弧焊接的优点结合起来[54-55]。目前，超级双相不锈钢焊接中使用较多的复合焊接工艺是激光-MIG复合焊接。Qi等[56]使用激光-MIG复合焊接工艺对超级双相不锈钢2507进行了焊接试验，研究了焊接参数对焊缝成形、金相组织和力学性能的影响。研究结果表明，激光光束与MIG焊丝间距为2 mm的电弧引导模式可以使激光与电弧的耦合作用适当，焊缝中奥氏体的含量随热输入的增加而增加。同时，还将超级双相不锈钢2507激光焊接接头与激光-MIG复合焊接接头进行了比较，发现激光-MIG复合焊接接头中的铁素体含量低于激光焊接接头，激光-MIG复合焊接接头的耐点蚀性能更好[57]。

激光-电弧复合焊接可以获得高深宽比、表面成形良好的焊接接头，但是与单一的激光焊和电弧焊相比，激光-电弧复合焊接不仅需要考虑焊接电流、激光功率、焊接速度等工艺参数，还需要考虑光丝间距、引导模式等参数，焊接时影响因素较多且过程较复杂，激光-电弧复合焊接超级双相不锈钢有优势，也有一定的局限性。

2 两相比例调节

超级双相不锈钢焊接接头中铁素体-奥氏体的比例很大程度上影响了其使用性能，一般两相比例接近1∶1时焊接接头具有良好的力学性能和耐腐蚀性能。总结上述超级双相不锈钢的焊接工艺相关研究可知，为了调节超级双相不锈钢焊接接头两相比例，学者们使用了调整焊接热输入、焊后热处理及在焊接过程中添加合金元素镍或氮3种方法，下面将从这3个方面进行评述。

2.1 调整焊接热输入

在焊接超级双相不锈钢时，提高焊接热输入可以降低焊接接头的冷却速度，使得奥氏体有更多的时间从铁素体中析出，从而提高焊缝中奥氏体含量，调节焊缝两相比例。但是提高焊接热输入的同时也存在一些不可避免的问题，如可能会导致焊缝和热影响区的晶粒粗大、焊缝中氮含量降低、焊缝成形差等。Hosseini等[58-60]采用2种不同的焊接热输入对超级双相不锈钢2507进行了多道次钨极氩弧焊，研究发现，随着焊接道次的增加，焊缝铁素体晶粒尺寸增大，且高热输入的焊缝中晶粒更为粗大，如图5所示。在第4道焊接完成后，低热输入的焊缝中铁素体晶粒尺寸为85 μm，而高热输入的焊缝中铁素体晶粒尺寸达到133 μm。焊接热输入的提高同时也导致了焊缝中氮含量的降低。焊接完成后，低热输入焊缝中氮的质量分数降低了0.11%，而高热输入焊缝的质量分数降低了0.17%。氮含量的降低将导致铁素体含量的增加，因此，高热输入焊缝中铁素体含量更高，高热输入焊接接头的耐腐蚀性能也相应更低。Varbai等[61]的研究也得到了类似结果，认为影响焊缝中两相比例的一个很重要的因素是焊接过程中的氮损失，高热输入会使得熔池的尺寸更大且存在的时间更长，从而导致更多的氮从熔池中逸出。另外，焊接热输入的增加还会导致焊缝成形不好，Saravanan等[62]使用不同的热输入对超级双相不锈钢2507进行了激光焊接，发现随着热输入的增加，焊缝的成形开始出现明显缺陷，如图6所示，当焊接热输入达到330 J/mm时，焊缝上部和下部都出现明显的凹陷，且此时焊缝中奥氏体含量明显低于其他焊缝，焊接接头明显不能达到使用要求。Saravanan等[63]还发现，高焊接热输入会导致热影响区的宽度增大，同时还会导致焊接接头中出现对其力学性能和耐腐蚀性能有害的金属间化合物[63]。

图5 焊缝铁素体晶粒[58]

图6 不同热输入激光焊接接头宏观形貌[62]

采用不合适的焊接热输入对超级双相不锈钢进行焊接时，其给焊接接头带来的损害可能远高于收益，因此，如果需要通过调整焊接热输入来调节焊接接头的两相比例和性能，需充分考虑其对焊接接头的成形、焊缝氮含量等方面的影响，谨慎选择焊接工艺参数。

2.2 焊后热处理

在对超级双相不锈钢进行焊接时，热影响区的组织总是难以在焊接过程中直接调控，对焊接接头进行焊后热处理可以同时调控焊缝及热影响区中两相比例，但也可能会导致焊接接头中产生有害的金属间化合物，从而影响焊接接头的使用性能。Moon等[64]在不同温度下对超级双相不锈钢2507钨极氩弧焊接接头进行了焊后热处理，研究发现，在930 ℃保温1 h并水冷后，焊缝中出现σ相。σ相是一种脆硬相，且会对焊缝的耐腐蚀性能产生影响[65]。腐蚀结果表明，点蚀大多发生在σ/α和σ/γ的相界处。热处理温度为1 080和1 230 ℃时，焊缝中没有发现σ相的生成。冯玉兰等[66-67]发现，对超级双相不锈钢2507在1 050 ℃保温15 min并水冷后不能消除σ相，σ相的存在导致焊接接头的塑性和韧性较差。而温度为1 100 ℃时，σ相消失且焊接接头中两相比例合理。

超级双相不锈钢焊接接头中微观组织的演变对温度和冷却速度较为敏感，不合理的热处理工艺参数可能会导致焊接接头中产生有害相，因此，采用焊后热处理对超级双相不锈钢焊接接头的微观组织与性能进行调控时，应该合理选择工艺参数，避免焊接接头中有害相的产生。

2.3 添加合金元素镍或氮

镍和氮均为奥氏体形成元素，在焊接过程中添加镍或氮可以有效增加焊缝中奥氏体含量，平衡两相比例。与镍相比，氮除了可以调控两相比例，还可以提高焊缝区域的强度、硬度、韧性及耐腐蚀性能。另外，氮资源丰富且价格更低，在调节超级双相不锈钢两相比例中具有潜在的应用前景。Li等[68]研究发现，超级双相不锈钢中氮的加入有效促进了奥氏体的形成，同时使材料产生了间隙固溶强化和晶界强化，从而使得材料的屈服强度、抗拉强度及延展性得到提高，此外，氮的加入还提高了奥氏体的耐腐蚀性能。Zhang等[69]使用98% Ar+2% N2作为焊接保护气进行了钨极氩弧焊，也得到了类似的研究结果[69]。虽然氮具有上述优点，但是在实际焊接过程中也需要注意控制其用量，过量的氮可能会对焊接过程及焊接接头的微观组织与性能产生不良影响。Du等[20]发现，保护气中氮的质量分数达到5%以上时会影响电弧稳定性。Paulraj等[70]指出，过量的氮可能会使超级双相不锈钢焊接接头在冷却过程中析出对耐腐蚀性能有害的氮化物。因此，在实际焊接时需要合理选择氮的用量。

虽然焊接过程中氮的加入可以调控超级双相不锈钢焊缝区域的两相比例和性能，但热影响区的组织与性能并不能通过该方法来调控。焊接过程中影响热影响区微观组织的主要因素是焊接热输入，热影响区的组织仍需通过改变焊接热输入来调控。

3 超级双相不锈钢焊接关键问题

超级双相不锈钢优异的力学性能和耐腐蚀性能来源于其特殊的铁素体-奥氏体两相组织，一般来说，当两相比例接近1∶1时，超级双相不锈钢的综合使用性能最好。然而，不合适的焊接方法或焊接工艺参数会导致焊接接头中铁素体含量增加，两相比例失衡，从而影响焊接接头的使用性能。因此，如何保证焊接接头中两相比例的合理性是超级双相不锈钢焊接的关键问题。调整焊接热输入、焊后热处理及添加合金元素镍或氮这3种方法都旨在改善超级双相不锈钢焊接接头的两相比例和性能。上述方法都可以提高焊缝的奥氏体含量，调节焊缝两相比例。焊后热处理可以调整热影响区的两相比例，但焊后热处理可能会导致焊接接头中生成有害相。提高焊接热输入虽然也可提高热影响区的奥氏体含量，但是效果并不显著，同时还有可能会导致焊接接头出现焊缝成形差、有害相析出、热影响区范围扩大等问题，反而使得焊接接头的性能变差。因此，在热影响区组织难以调控的情况下，尽量减小热影响区的宽度并同时保证焊缝区域的两相比例也许是一个较好的选择，可以选择高能量密度焊接工艺对超级双相不锈钢进行焊接。采用高能量密度焊接工艺并在焊接过程中添加合金元素镍或氮，既可以有效调控焊缝中两相比例，也能够降低热影响区宽度，改善热影响区的两相分布，因此，高能量密度焊接工艺配合向熔池过渡合金元素镍或氮是超级双相不锈钢焊接的优选技术。

4 结语

1）从超级双相不锈钢2507焊接工艺、焊接接头两相比例调节两个维度进行了综述，其中，超级双相不锈钢2507焊接工艺部分从钨极氩弧焊、埋弧焊、等离子弧焊、激光焊、电子束焊、激光-电弧复合焊这6种焊接工艺开展评述；焊接接头两相比例调节部分从调整焊接热输入、焊后热处理、添加合金元素镍或氮3个方面进行评述。

2）钨极氩弧焊、等离子弧焊和激光焊可以较好地实现超级双相不锈钢优质焊接；添加合金元素镍或氮是调控焊接接头两相比例的重要手段。

3）对超级双相不锈钢焊接中的关键问题——接头两相比例调控进行了分析，对超级双相不锈钢焊接工艺进行了展望，向熔池过渡合金元素的高能量密度焊接工艺可能是超级双相不锈钢焊接的优选技术。

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Research Status of Welding Process on Super Duplex Stainless Steel 2507

WANG Kai, LI Tian-qing, CHEN Yang, DING Li-jun, LEI Yu-cheng

(School of Material Science and Engineering, Jiangsu University, Jiangsu Zhenjiang 212013, China)

The research work on welding of super duplex stainless steel 2507 was summarized, so as to guide the welding process of super duplex stainless steel 2507. The welding process of super duplex stainless steel 2507 and the two-phase proportion adjustment of welded joint were reviewed. The welding process of super duplex stainless steel 2507 was reviewed from six welding processes including argon tungsten arc welding, submerged arc welding, plasma arc welding, laser welding, electron beam welding and laser-arc composite welding. The two-phase proportion regulation of welded joint was reviewed from three aspects: adjusting welding heat input, post-welding heat treatment, adding alloying elements nickel or nitrogen.Combining with the research status at home and abroad, the key problem of how to control the two-phase ratio of super duplex stainless steel joints was discussed.The research status shows that argon tungsten arc welding, plasma arc welding and laser welding can achieve excellent welding quality of super duplex stainless steel; adding alloying elements nickel or nitrogen is an important means to regulate the two-phase ratio of welded joints.It is of great significance to review the research status of the welding process of super duplex stainless steel 2507. The high energy density welding process of the transition alloying elements to the molten pool may be the optimal welding technology of super duplex stainless steel.

welding; duplex stainless steel; austenite phase; ferrite phase

10.3969/j.issn.1674-6457.2022.12.018

TG47；TG44

A

1674-6457(2022)12-0160-10

2022‒03‒22

国家自然科学基金（51605201）；江苏省博士后科研资助计划（1601048C）；江苏大学大学生创新创业训练计划（2020692，2020705）

王凯（1997—），男，硕士生，主要研究方向为不锈钢焊接。

李天庆（1987—），男，博士，副教授，主要研究方向为焊接工艺。