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不锈钢复合钢板的焊接重点及技巧

时间:2018-09-01 22:24:14 点击率:

一,概述

不锈钢复合钢板是由较厚的珠光体钢(基体)与较薄的不锈钢(复层)复合轧制而成的双金属板。基体主要是碳钢和低合金钢,如:Q235、20、20g、20R、09Mn2、15MnTi、16Mn、16MnR、14Cr1MoR、15CrMoRH等,复层多为耐蚀性好的不锈钢,如:1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni9Ti、1Cr18Ni12Mo2Ti、0Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni9、0Cr13、Cr23Ni28Mo3Cu3Ti等。

不锈钢复合钢板的基层与复层交界处的焊接属异种钢焊接,其焊接性主要取决于复层和基层的物理性能、化学性能、接头形式及填充金属种类,常产生高温结晶裂纹、延迟裂纹和脆化问题。

焊接的方法有:焊条电弧焊、埋弧焊、CO2气体保护焊等,目前常用氩弧焊焊接复层、焊条电弧焊焊接基层。为了保证复合钢板不失去原有的综合性能,基层与复层必须分别进行焊接;基层的焊接工艺与珠光体相同,复层的焊接工艺与相应的不锈钢相似,而基层与复层交界处的异种金属焊接是关键。

二,焊前准备

1,不锈钢复合钢板的切割,一般总厚在12mm以下时,采用机械剪切合冷冲压加工等方,加工时复层必须向下基层向上,不能损伤复层表面和结合处;在基层和复层都较厚的情况下,可采用等离子切割(从复层侧开始切割)和氧-乙炔火焰切割(从基体侧开始,氧压和割速要比同厚的碳钢板小,但割嘴稍大些)。

2,不锈钢成形制作,要尽可能实行常温冷态弯曲成形,不能在滚床或压床进行急剧弯曲,要逐段缓慢加工成形;如果需要热加工成形的话,首先要清洗工件表面油污及杂质,使用弱氧化性演加热工件,以防增碳现象;对于低碳钢基体可以空冷,对低合金钢基体要进行保温缓冷。加热温度在700~850℃。

3,坡口制作,制作坡口时通常薄件可采用Ⅰ形坡口,较厚的可采用V形、U形、X形、V和U联合形等形式的坡口。一般尽可能采用X形坡口双面焊,先焊基层,再焊过度层,最后焊复层,以保证焊接接头具有较好的耐蚀性。当焊接位置受到限止,只能采用单面焊时,可采用V形坡口,先焊复层,再焊过度层,最后焊基层,焊接时尽量使复层中少熔入基层成分。

4,不锈钢复合钢板焊接材料的选用,当复合板厚度小于25mm时,基层也可全用A302焊条(应力较大);当复合板大于25mm时,可先用纯铁焊条焊一层过渡层,然后用钢焊条焊接基层。

三,焊接操作


1,不锈钢复合钢的焊接顺序一般为:先焊基层,再焊过渡层,最后焊复层以保证焊接接头具有良好的耐蚀性,同时还应考虑过渡层的焊接特点,,尽量减少复层一侧的焊接工作量。

2,角接接头无论复层位于内侧还是外侧,均先焊接基层。当复层位于内侧时,在焊复层以前应从内角对基层焊根进行清根;当复层位于外侧时,应对基层最后焊道进行磨光,焊接复层时可先焊过渡层,也可直接焊复层,这要看不锈钢复合钢板厚度而定。

3,由于过渡层在高温下有碳扩散过程发生,在交界区形成了高硬度增碳带和低硬度的脱碳带使过渡层形成了复杂的金相组织,增加焊接难度。因此,为了防止第一层基体焊缝熔入奥氏体,可预先将接头附近的复层金属加工掉一部分。

4,先焊基层,第一道基层焊缝不应熔透到复层,以防焊缝金属发生脆化或产生裂纹,基层钢焊接时,仍按基层常规焊接电流。基层焊完后,用碳弧气刨、铲削、磨削等方法清理焊根,要求高的,经X射线探伤合格后,才能焊接过度层。

5,过渡层焊接,为了减少母材对焊缝的稀释率,在保证焊透的情况下,应尽量少焊接电流;要采用小直径焊条和窄焊道,必须盖满基层焊缝切高出基层1mm,焊缝成形要平滑,不能凸起,否则要打磨掉。

6,焊接小直径不锈钢复合钢管时,第一层焊道应采用钨极氩弧焊,第二层可用奥氏体不锈钢焊条焊接。

7,对于大厚度不锈钢复合钢板制作的高压容器,施焊过程中先焊内部不锈钢复合层,再焊一层铁素体过渡层最后用低合金钢焊条填满基层焊缝。

8,根据工作条件选用结构材料时,应使奥氏体焊缝与珠光体钢熔合区中的扩散层降低到最小程度,这

对于高温和有腐蚀介质中工作的构件和焊后需要进行回火处理大型构件来说尤其重要。

9,操作时要注意保护非焊接部位复层表面,防止电弧划伤,基层焊缝要为过渡层留出合适的深度,一般距复层约2mm.

四,焊后处理

对不锈钢复合钢的焊接接头,一般既不进行复层的固溶处理,也不进行消应力处理。但是对于极厚的焊件,常常采取中间退火和消应力处理,消除残余应力的热处理最好在基层焊完后进行,热处理后再焊过渡层和复层,如需整体热处理时温度的选择要考虑对复层耐蚀性的影响、过渡层的不均匀性及异种钢物理性能的差异,温度一般为:450~650℃。

不锈钢复合钢的焊后处理常用方法有:退火处理、喷丸处理、借助变形法消除应力。

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