不銹鋼復合中厚鋼板基層或復層的焊接方法與焊接不銹鋼和碳鋼(或低合金結構鋼)一樣,可以采用焊條電弧焊、埋弧焊、CO2氣體保護焊、惰性氣體保護焊和復合焊等方法。復層更常用的是焊條電弧焊和氬氣保護焊。
一、焊(han)接材料(liao)的選擇
不銹(xiu)鋼復(fu)合中(zhong)厚鋼板的(de)焊縫由過渡(du)層(又稱(cheng)隔離層)、基層和復(fu)層三個(ge)部(bu)分組成,各自焊接材料的(de)選擇如下(xia):
1. 過渡層所選用的焊接材(cai)料(liao)
為了保證復層側焊縫合金不受或少受基層金屬的稀釋,過渡層的焊接材料肯定不能選用碳鋼(或低合金鋼)的焊接材料,必須選用鉻、鎳含量高于復層中含量的不銹鋼的焊接材料。這是為了充分補償碳鋼有可能對復層焊縫金屬的稀釋作用和補充焊接過程中合金元素的燒損,且過渡層合金應具有良好的塑性和韌性。當不銹鋼復合中厚鋼板焊接構件對焊縫金屬的塑性要求和對耐蝕性要求不高時,其過渡層可選用焊接復層的焊接材料。對于大厚度的不(bu)銹復合鋼板的焊接構件,其剛度特別大,可選用純鎳焊條作為過渡層的焊接材料。
2. 基層的焊接(jie)材(cai)料
選用與基(ji)(ji)層碳(tan)鋼(gang)(或(huo)低合金(jin)結構(gou)鋼(gang))單獨(du)焊(han)接(jie)時相同的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)材料(liao),并以同樣的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)工(gong)藝進(jin)行(xing)(xing)施焊(han)。基(ji)(ji)層施焊(han)前(qian)原(yuan)則上不(bu)進(jin)行(xing)(xing)預(yu)(yu)熱(re),焊(han)后不(bu)進(jin)行(xing)(xing)消(xiao)除應力(li)的(de)(de)(de)回火(huo)(huo)(huo)處理。但是(shi),對于(yu)厚(hou)度(du)大(da)、剛(gang)度(du)大(da)且(qie)基(ji)(ji)層為低合金(jin)結構(gou)鋼(gang)的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)構(gou)件(jian),仍要(yao)進(jin)行(xing)(xing)預(yu)(yu)熱(re),焊(han)后仍需要(yao)進(jin)行(xing)(xing)整體或(huo)局部回火(huo)(huo)(huo)熱(re)處理來(lai)消(xiao)除焊(han)接(jie)殘余應力(li)。回火(huo)(huo)(huo)熱(re)處理溫度(du)不(bu)宜過高,一般(ban)控制在(zai)400℃,以免影響復層不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)耐蝕性。
3. 復層焊接材料的選用
原(yuan)則上與單獨焊(han)接(jie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)時的(de)焊(han)接(jie)材料相同,焊(han)接(jie)工藝也(ye)相同。不(bu)銹鋼(gang)(gang)復合中(zhong)厚(hou)鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)焊(han)接(jie)方法(fa)和所選(xuan)用的(de)焊(han)接(jie)材料見表5-33(摘(zhai)自GB/T 13148-2008)。

全(quan)國壓力容器(qi)標準化技術委員會推(tui)(tui)薦(jian)《GB/T 985.2-2008復合鋼的推(tui)(tui)薦(jian)坡口》在(zai)壓力容器(qi)及受壓元件使(shi)用(yong),見表5-34~表5-37。




焊接坡口一般采用機械加工(gong)方(fang)法制成。若采用等離子弧切割、氣割等方(fang)法加工(gong)坡口,則應(ying)除去坡口表面的氧(yang)化層和過(guo)熱(re)層。
二(er)、焊(han)接坡口
常用對接接頭和角接接頭的坡口形式及尺寸如圖 5-15 和 圖 5-16 (摘(zhai)自GB/T 13148-2008)所示。

三、裝配(pei)與(yu)定位焊(han)
不銹鋼(gang)復(fu)合中厚鋼(gang)板在組裝以前,應(ying)采用(yong)機械(xie)方法及有機溶劑(ji)(如丙(bing)酮(tong)、酒(jiu)精、香蕉(jiao)水等(deng))清除(chu)焊(han)絲表面(mian)和(he)焊(han)接坡口兩(liang)側不小于(yu)20mm范圍(wei)內的油污、銹跡(ji)、金屬(shu)屑、氧化膜及其他污物(wu)。多層多道(dao)焊(han)時,應(ying)清除(chu)每道(dao)焊(han)縫表面(mian)的熔渣和(he)缺陷等(deng)。
裝(zhuang)配(pei)(pei)時,厚(hou)度(du)相(xiang)同(基層(ceng)(ceng)(ceng)和復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)均(jun)(jun)相(xiang)同)的(de)不(bu)銹鋼(gang)復(fu)(fu)(fu)合中(zhong)厚(hou)鋼(gang)板,應以(yi)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)表面為基準,其錯邊量不(bu)應大(da)于(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)的(de)1/2,且不(bu)應大(da)于(yu)2mm。厚(hou)度(du)不(bu)同(復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)不(bu)同或基層(ceng)(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)不(bu)同,或兩者(zhe)均(jun)(jun)不(bu)同)的(de)不(bu)銹鋼(gang)復(fu)(fu)(fu)合中(zhong)厚(hou)鋼(gang)板的(de)裝(zhuang)配(pei)(pei)基準,按(an)設計圖樣的(de)規定執行。
定位(wei)焊一(yi)定要在基層上進行,所選用的(de)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)與焊接(jie)基層時的(de)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)相同,不(bu)(bu)允(yun)許(xu)用復層的(de)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)在基層上進行定位(wei)焊。定位(wei)焊的(de)長度和間距,可根據焊件的(de)具體情況具體確定。發(fa)現(xian)定位(wei)焊縫出現(xian)裂紋或其(qi)他不(bu)(bu)允(yun)許(xu)存在的(de)缺陷時,應予以(yi)鏟除(chu),并(bing)移位(wei)再焊。
四、焊接順序(xu)
焊(han)(han)(han)接時,宜先焊(han)(han)(han)基(ji)(ji)層,經清(qing)根及規定的(de)質(zhi)量檢驗項(xiang)目合格后(hou),再焊(han)(han)(han)過(guo)渡(du)層,最后(hou)焊(han)(han)(han)復(fu)層。若不能按(an)此方(fang)案執行時,也可先焊(han)(han)(han)復(fu)層,再焊(han)(han)(han)過(guo)渡(du)層,最后(hou)焊(han)(han)(han)基(ji)(ji)層;但在這種情(qing)況下,基(ji)(ji)層的(de)焊(han)(han)(han)接,宜用性能不低(di)于(yu)過(guo)渡(du)層焊(han)(han)(han)接的(de)奧(ao)氏(shi)體焊(han)(han)(han)條或焊(han)(han)(han)絲(si)。

1. 基層的焊(han)接(jie)
焊(han)(han)(han)(han)接基層(ceng)(ceng)時(shi),其(qi)焊(han)(han)(han)(han)道不(bu)應(ying)觸及和熔(rong)化復層(ceng)(ceng),先(xian)焊(han)(han)(han)(han)基層(ceng)(ceng)時(shi),其(qi)焊(han)(han)(han)(han)道根(gen)部或(huo)表面,應(ying)距復合界面1~2mm。是否采取預熱措(cuo)施,視基層(ceng)(ceng)厚度、鋼(gang)種(zhong)及結構等因素(su)而定。對接焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的順序如圖5-17a、b所示,先(xian)將開好(hao)坡口(kou)的不(bu)銹鋼(gang)復合中厚鋼(gang)板(ban)裝配好(hao),首先(xian)焊(han)(han)(han)(han)接基層(ceng)(ceng)碳鋼(gang)(或(huo)低合金(jin)結構鋼(gang))。基層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)接完畢后要對其(qi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)進(jin)行檢查(包括焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)表面和焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)內(nei)部質量),確認焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)質量(特(te)別(bie)是焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)內(nei)部質量)達到合格(ge)標準后,才能做焊(han)(han)(han)(han)接過渡層(ceng)(ceng)的準備工作。
2. 過渡層的焊(han)接
如圖(tu)5-17c所示(shi),在復層(ceng)不銹鋼(gang)板(ban)一側進(jin)行(xing)鏟削,并將(jiang)待焊(han)根部制成圓弧形(xing)。為了(le)防止(zhi)(zhi)未(wei)焊(han)透,鏟削要進(jin)行(xing)到暴露出基層(ceng)碳鋼(gang)為止(zhi)(zhi),并打(da)磨干凈。焊(han)接(jie)(jie)過渡層(ceng)時(見(jian)圖(tu)5-17d),其(qi)焊(han)縫要穩定地熔化復層(ceng)不銹鋼(gang)板(ban)的(de)(de)一定厚(hou)度,才(cai)能起到隔離作用。施焊(han)時,應(ying)采用較小直徑(jing)的(de)(de)焊(han)條(tiao)或焊(han)絲及較小的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)線能量。過渡層(ceng)的(de)(de)厚(hou)度不小于2mm。過渡層(ceng)焊(han)縫經檢查合格后,才(cai)能對復層(ceng)進(jin)行(xing)施焊(han)。
3. 復層的焊接
焊(han)(han)接(jie)復(fu)層(ceng)時(見圖(tu)5-17e),道間溫度(du)(du)應不(bu)高(gao)于(yu)(yu)100℃,并盡(jin)可(ke)能(neng)采用較(jiao)小(xiao)的(de)(de)焊(han)(han)接(jie)熱(re)輸入量(liang)。在不(bu)影(ying)響(xiang)焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭質量(liang)的(de)(de)前提下,可(ke)加快不(bu)銹鋼焊(han)(han)接(jie)冷卻速度(du)(du),避免復(fu)層(ceng)在600~1000℃停留(liu)時間過(guo)長(chang),而影(ying)響(xiang)其耐蝕性。復(fu)層(ceng)焊(han)(han)縫表(biao)面,應盡(jin)可(ke)能(neng)與(yu)復(fu)層(ceng)表(biao)面保持平整、光順。對接(jie)焊(han)(han)縫余(yu)高(gao),應不(bu)大于(yu)(yu)1.5mm。角接(jie)焊(han)(han)縫的(de)(de)凹凸度(du)(du)及(ji)焊(han)(han)腳高(gao)度(du)(du),應符合(he)設計(ji)圖(tu)樣(yang)的(de)(de)規(gui)定。
不(bu)銹(xiu)鋼復合中厚鋼板的搭接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭和(he)角接(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)頭形式如圖5-18和(he)圖5-19所(suo)(suo)示。在待焊(han)(han)(han)區中碳鋼和(he)不(bu)銹(xiu)鋼的共(gong)存(cun)部位,要選(xuan)用(yong)(yong)過渡層的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料。待焊(han)(han)(han)處都(dou)是(shi)碳鋼時(shi)(shi),可(ke)以按基層所(suo)(suo)選(xuan)用(yong)(yong)的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料進(jin)行(xing)施焊(han)(han)(han);同樣,待焊(han)(han)(han)區都(dou)是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼材料時(shi)(shi),理應(ying)選(xuan)用(yong)(yong)復層的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料,但考慮到(dao)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)熔池的深度,可(ke)能將基層熔化,此時(shi)(shi)第一層焊(han)(han)(han)縫仍要選(xuan)用(yong)(yong)過渡層的焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材料,切(qie)不(bu)可(ke)忽視。


五、注意(yi)事(shi)項
1. 焊接前若(ruo)發(fa)現不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)復(fu)(fu)合(he)中厚(hou)鋼(gang)(gang)(gang)板有分(fen)(fen)層情況,不(bu)允許進(jin)(jin)行焊(han)(han)(han)接。如(ru)果在焊(han)(han)(han)接坡口邊緣有分(fen)(fen)層,會導致鋼(gang)(gang)(gang)板復(fu)(fu)層和基(ji)層之間焊(han)(han)(han)合(he)不(bu)良(liang)。此時一定要將不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)復(fu)(fu)合(he)中厚(hou)鋼(gang)(gang)(gang)板全部進(jin)(jin)行無(wu)損檢測(ce),若(ruo)其分(fen)(fen)層范圍很小,可以徹底鏟除(chu)分(fen)(fen)層進(jin)(jin)行補焊(han)(han)(han)(即堆(dui)焊(han)(han)(han)),待修復(fu)(fu)后才能(neng)進(jin)(jin)行正式施焊(han)(han)(han)。
2. 基層(ceng)(ceng)(ceng)一側(ce)和復層(ceng)(ceng)(ceng)一側(ce)的待焊處(chu),應分別(bie)使用(yong)專用(yong)砂輪和鋼(gang)絲刷(shua)(shua)等工具修磨(mo),基層(ceng)(ceng)(ceng)側(ce)必(bi)須使用(yong)碳(tan)鋼(gang)鋼(gang)絲刷(shua)(shua),而(er)復層(ceng)(ceng)(ceng)側(ce)必(bi)須使用(yong)不銹鋼(gang)的鋼(gang)絲刷(shua)(shua)。
3. 對復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)、基層(ceng)(ceng)(ceng)和過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)所用(yong)的(de)(de)三種焊(han)(han)接材料分別做出明顯標記,嚴格區分,防止混淆。絕對禁止用(yong)焊(han)(han)接基層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)接材料焊(han)(han)接過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)或焊(han)(han)接復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng);同樣,也要(yao)防止焊(han)(han)接復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)接材料錯用(yong)在焊(han)(han)接基層(ceng)(ceng)(ceng)或過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)縫上。
4. 基層的根部焊縫通常采用焊條電弧焊進行施焊,第二層以上的焊縫在可能的情況下選用埋弧焊或CO2氣體保護焊,以提高生產效率,減輕人工勞動強度。在大多數的情況下過渡層采用焊條電弧焊,在保證焊透的情況下,為了減少合金元素的稀釋,希望熔合比小一些,盡可能采用小的焊接電流、快速焊、不允許焊條作橫向擺動的焊接,盡量選用低碳或超低碳不銹鋼焊接材料,目的是提高焊縫金屬耐蝕性。焊接時應選用小的熱輸入,使其在溫度600~1000℃停留時間越短越好,以避免遭受晶間腐蝕。
5. 復(fu)層不銹鋼焊(han)接后,仍要進(jin)行酸洗(xi)和鈍化處理,或者(zhe)在復(fu)層焊(han)接接頭的局(ju)部區域進(jin)行酸洗(xi),去除褐(he)色氧化膜的化學處理。

