2205双相不锈钢屈服强度高,耐腐蚀性好,越来越广泛地应用于船舶与海洋工程中。焊接是2205双相不锈钢加工制作中的重要一环,30-70vol%的奥氏体相含量,是焊接接头的最基本的双相组织保证。焊接热循环对焊接接头组织的影响是焊接的最大特点,而焊接线能量很大程度上影响着焊接热循环,同时焊接速度又是焊接线能量的重要的决定因素之一。因此有必要对焊接线能量及焊接速度进行研究,探寻焊接线能量及焊接速度对焊缝接头奥氏体相含量和其他性能的影响,并由此设计和评定最佳的焊接线能量及焊接速度范围。钨极氩弧焊和焊条电弧焊经济实用,应用广泛。在合格的焊接工艺基础之上,通过单一的大幅度调整焊接速度来调节焊接线能量,对4mm双相不锈钢的两种焊接方法分别进行了一系列实验,在不同的焊接速度及焊接线能量下获得了九个焊接试件,随后对这些试件进行了无损探伤、横向拉伸、弯曲、硬度、冲击韧性、宏观金相、铁素体/奥氏体相含量测定、化学成分分析、化学点腐蚀和极化曲线实验。本文分析了不同焊接速度及焊接线能量下的焊缝缺欠、接头组织、力学性能和耐点腐蚀性能,研究了实验结果相对于焊接速度及线能量的变化关系。综合各种性能实验数据,4mm 2205双相不锈钢的焊条电弧焊与钨极氩弧焊分别存在着最佳的焊接速度及焊接线能量范围:对于GTAW双面多道焊,打底焊的最佳焊接速度及线能量范围分别为2.1-2.6mm/s、386-361J/mm,填充与盖面焊的最佳焊接速度及线能量范围分别为1.0-1.2mm/s、1021-899J/mm;对于SMAW双面双道焊,最佳焊接速度及线能量范围分别为2.76-4.09mm/s、1136-750J/mm。在优化的工艺参数内,随着焊接速度的下降,焊缝接头热影响区的奥氏体含量及缺口冲击韧性先明显提高再稍微减小,本文尝试对此现象进行了原因分析。焊后冷却率很大程度上决定着热影响区的奥氏体含量,而焊后冷却率主要受焊接线能量与熔透深度的比值影响。随着焊接速度的降低,焊接线能量一直在增加,熔透深度先保持相对稳定,然后明显提高,造成焊接线能量与熔透深度的比值先明显增大再稍微减小,从而造成焊后冷却率先明显减小再稍微增大,进而导致奥氏体含量的相对变化。缺口冲击韧性与奥氏体含量为线性关系,进而缺口冲击韧性也是随着焊接速度的下降先增大再稍微降低。本文对两种焊接方法所获得的接头进行了对比:虽然热影响区组织粗化,但是焊条电弧焊焊缝中存在着相当数量的微观夹杂物,钨极氩弧焊和焊条电弧焊分别存在着不同的薄弱区域,钨极氩弧焊为热影响区,焊条电弧焊为焊缝区;采用扫描电镜对两种焊接方法所获得接头的冲击断面进行了分析,韧窝根部出现相当数量的微观夹杂物,造成了焊条电弧焊的冲击韧性容易低于钨极氩弧焊;通过对点腐蚀过程的分析发现,焊条电弧焊的铁素体/奥氏体双相中的代表点蚀抗力当量值的元素Cr、Mo含量差异显著,且奥氏体相的Cr含量明显低于钨极氩弧焊奥氏体相及母材,及相当数量的贫Cr微观夹杂物存在于其焊缝组织中,较大的微观电位电势差和较多的贫Cr相/区导致了焊条电弧焊的耐点腐蚀能力明显弱于钨极氩弧焊。对于2205双相不锈钢薄板焊接,本文运用理论公式对焊接线能量范围进行了预估,受焊接能量传输因素的影响,GTAW、SMAW的实验值分别比预估线能量值高7%、18%。SMAW和GTAW这两种焊接方法,可以通过改变焊接速度来调节焊接线能量和焊后冷却率,从而调控热影响区中的奥氏体含量,进而达到优化力学性能和提高耐腐蚀性的目的。这样,在焊接线能量设计和焊接接头性能优化的途径方面,本文可以为双相不锈钢在船舶与海洋工程中的焊接应用提供相应的技术支持及应用参考。