2205不銹鋼具有優(yōu)異的綜合力學性能，比奧氏體及鐵素體有更好的耐腐蝕性，尤其耐氯離子腐蝕，最主要的原因在于其特殊的相結(jié)構(gòu)和相比例，所以焊接接頭中的相比例是衡量焊接質(zhì)量最主要的指標之一。理想的雙相不銹鋼組織應(yīng)為鐵素體和奧氏體各占50%，實際上每種材料的相含量在30%~60%之間都屬于正常。浙江至德鋼業(yè)有限公司研究人員發(fā)現(xiàn)，采用標準圖譜對比法測定雙相比例,其缺點是誤差大，測定含量范圍小(35%~75%)。因此,為了精確測定接頭組織中的相含量，本工作采用網(wǎng)格記點法測定接頭中各相的含量。通過對測量數(shù)據(jù)進行處理和誤差計算,以此作為最終的相比例,結(jié)果如圖所示。從圖可以看出,GTAW熱影響區(qū)和焊縫金屬中奧氏體體積分數(shù)分別為44.5%和46%，而GTAW*接頭分別為41%(HAZ)和44%(WM)，GTAW接頭具有與母材(奧氏體體積分數(shù)為46.15%)接近的奧氏體含量。焊縫的奧氏體相與母材中的相比僅差015%,即使是在相對比較難控制的熱影響區(qū),奧氏體的含量也可達44.15%。接頭中保持合適的相結(jié)構(gòu)比例,是接頭保持較高性能的主要原因。

  采用純氬保護鎢極氬弧焊及混合氣體(氬氣+21.5%氮氣)保護鎢極氬弧焊焊接工藝，焊接時采用合理的焊接熱輸入,均能使2205不銹鋼接頭獲得奧氏體和鐵素體雙相組織。接頭力學性能測試表明，兩種不同焊接工藝獲得接頭的抗拉強度均接近于母材組織。斷口掃描電鏡分析可知，混合氣體保護焊獲得接頭呈明顯韌性斷裂特征。采用混和氣體保護氬弧焊(氬氣+21.5%氮氣)接頭能保持較好的相比例，焊縫金屬中的奧氏體相與母材中的相比僅差015%。即使是在相對比較難控制的熱影響區(qū),奧氏體的含量也可達44.15%,奧氏體較為均勻地分布在鐵素體基體中，晶粒的大小也與母材相差無幾，接頭性能因此提高。