12.3.2 焊后热处理

气体保护金属极电弧焊（GMAW）有时称为惰性气体保护金属极电弧焊（MIG），它特别适用于要求经济地熔敷大量焊缝金属的长焊道的焊接。对简单形状的结构可进行自动焊接 。经常使用GMAW进行长焊道的焊接，随后用GTAW进行补充以获得复杂操作中的最佳控制。

设备

GMAW需要专业设备，包括可变斜率和可变电感控制或具有产生脉冲电弧电流能力的恒压电源。GMAW应采用直流反极性（DCRP），焊条为正极。GMAW可有三种电弧过渡方式。

短路过渡

这种方式需要单独的斜率和二次电感控制，适用于焊接厚达约3mm（ 1/8英 寸 ） 的材料。该方式使GMAW的热输入最低且特别适用于采用较高热输入时有变形危险的薄规格轧材。它也可用于不规则位置的焊接。

脉冲电弧过渡

这种方式需要两个电源提供两级的输出功率，由电源转换提供脉冲。在喷射过渡阶段金属过渡量大，而在颗粒状熔滴过渡阶段金属过渡量少。这种组合具有金属熔敷速度较高但又限制了热输入的优点。

喷射过渡

这种方式熔敷速度高，电弧稳定，但热输入高。一般局限于平焊。采用这种方式进行中等大小焊缝的长、直焊道的焊接是很经济的。

2205 T形法兰。© Arco Exploration and Production Technology

填充金属

GMAW使用的自耗电极为连续焊丝，由自动进料系统通过焊炬供丝。用GMAW法焊接双相不锈钢的填充金属是镍含量高的“匹配”成分，以达到所期望的焊态相平衡和性能。保护GMAW保护气体的选择略复杂于GTAW，且在很大程度上取决于金属加工厂是依赖于已购混合气体，还是具有现场混合气体能力。GMAW的保护气体从纯氩到氩气含量为80％并添加氦气、氮气和氧气，添加这些气体来提高焊接构件的可焊性和成品性能。气流速度取决于过渡方式、过渡速度和焊丝直径，但对于直径为1～1.6mm（ 0.035～0.063英 寸 ） 的焊丝，气流速度一般在12～16l/min（0.4～0.6cfm）。焊接过程中应避免焊丝过度伸出以保持其处于气体保护状态。和GTAW一样，完好的气体输送系统很关键，应采取措施预防保护气体吸入空气。由于进行较长焊道的焊接，因此为了保证焊接质量，从通风装置开始进行气体保护是很重要的。保护气体或焊缝背面保护气体不应当使用氢气，因为双相不锈钢中的铁素体相有可能产生氢脆或氢致开裂。

技术和参数

表16汇总了短路电弧过渡和喷射电弧过渡的典型焊接参数。

表16. 采用短路电弧过渡和喷射电弧过渡方式、不同焊丝尺寸进行双相不锈钢气体保护金属极电弧焊（GMAW）的典型参数

就像GTAW焊接双相不锈钢一样，GMAW要求良好且一致的坡口加工、对准和根部钝边或间隙。如果可能的话，应避免使用铜垫板，因为双相不锈钢对铜造成的表面污染敏感，且铜垫板在某些情况下会导致冷却过快。

任何在焊接区以外起弧会产生自熔焊局部焊点，其冷却速度很快，导致局部高铁素体含量和耐蚀性的损失。为了避免产生问题，应在焊接接头本身起弧。任何焊缝区外的起弧点均应采用精细打磨的方法去除。

应全部采用气体保护进行定位焊。在根部焊道的起点不应当进行定位焊。为了避免定位焊引起的根部焊道开裂，根部焊道最好采用断续焊且磨掉定位焊缝，或在焊接根部前局部修磨定位焊缝。应仔细保持根部间隙宽度以确保根部焊道热输入和稀释的一致。应在焊接填充金属前研磨根部焊道的起点和终点。应允许工件在各道次间冷却到150℃以下以使后续焊道的热影响区有足够时间冷却。

一般使用的焊丝直径为1.6、2.4和3.2 mm（1/16，3/32和1/8英寸）。焊丝应清洁、干燥，使用前应保存在有盖容器内。导管应保持清洁干燥。在平焊位置进行焊接效果最佳。焊炬应尽可能保持接近垂直以使吸入保护气体中的空气量最少。

阿拉斯加北坡的大直径双相不锈钢管道的机械化焊接。© Arco Exploration and Production Technology

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