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、焊接(jie)材料的選擇
不銹鋼復合中厚鋼板(ban)的焊(han)縫由過渡層(又(you)稱隔離層)、基層和復層三個部分組(zu)成,各自焊(han)接材料的選擇如下:
1. 過渡(du)層所選用的(de)焊接材料
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(he)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(ji)層(ceng)的焊接(jie)材料(liao)
選用與(yu)基(ji)層(ceng)碳(tan)鋼(或(huo)低合金結(jie)構(gou)鋼)單獨焊(han)(han)接時(shi)相同的焊(han)(han)接材料,并以同樣(yang)的焊(han)(han)接工藝進(jin)行施焊(han)(han)。基(ji)層(ceng)施焊(han)(han)前原(yuan)則上不(bu)進(jin)行預(yu)熱(re),焊(han)(han)后(hou)(hou)不(bu)進(jin)行消(xiao)除應(ying)力的回火處(chu)理(li)(li)。但是,對(dui)于厚度(du)大(da)(da)、剛度(du)大(da)(da)且基(ji)層(ceng)為低合金結(jie)構(gou)鋼的焊(han)(han)接構(gou)件,仍(reng)要進(jin)行預(yu)熱(re),焊(han)(han)后(hou)(hou)仍(reng)需(xu)要進(jin)行整體或(huo)局部回火熱(re)處(chu)理(li)(li)來消(xiao)除焊(han)(han)接殘(can)余應(ying)力。回火熱(re)處(chu)理(li)(li)溫度(du)不(bu)宜(yi)過高,一般控制(zhi)在400℃,以免影響(xiang)復(fu)層(ceng)不(bu)銹鋼的耐蝕性。
3. 復層(ceng)焊接材(cai)料的(de)選用
原(yuan)則(ze)上與單獨(du)焊(han)(han)(han)接(jie)不銹鋼時的焊(han)(han)(han)接(jie)材料相(xiang)同,焊(han)(han)(han)接(jie)工藝也相(xiang)同。不銹鋼復合(he)中厚鋼板的焊(han)(han)(han)接(jie)方法和所(suo)選用的焊(han)(han)(han)接(jie)材料見(jian)表5-33(摘自GB/T 13148-2008)。

全國壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)標準化(hua)技術委員會推薦(jian)《GB/T 985.2-2008復合鋼的推薦(jian)坡(po)口》在壓(ya)力(li)容(rong)器(qi)及受壓(ya)元件使(shi)用(yong),見表5-34~表5-37。




焊接坡口一般(ban)采用機械(xie)加工方法制成。若(ruo)采用等(deng)離子弧切割、氣割等(deng)方法加工坡口,則(ze)應除去坡口表面的氧化(hua)層和過熱層。
二、焊接(jie)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 (摘自(zi)GB/T 13148-2008)所示。

三、裝配與(yu)定位焊
不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼復合中厚鋼板在組裝以前,應采用機械方法及有機溶劑(如(ru)丙(bing)酮、酒精(jing)、香(xiang)蕉水(shui)等(deng))清除(chu)焊絲表面(mian)和(he)(he)焊接坡口兩側不(bu)小于20mm范圍內的油污(wu)、銹(xiu)(xiu)跡、金屬屑、氧化膜及其他污(wu)物。多層(ceng)多道(dao)焊時,應清除(chu)每(mei)道(dao)焊縫(feng)表面(mian)的熔渣和(he)(he)缺陷(xian)等(deng)。
裝配時(shi),厚(hou)度(du)相同(tong)(基(ji)層和復(fu)層厚(hou)度(du)均相同(tong))的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合中厚(hou)鋼板,應以復(fu)層表面為基(ji)準,其(qi)錯(cuo)邊量不(bu)(bu)(bu)應大(da)于(yu)(yu)復(fu)層厚(hou)度(du)的1/2,且不(bu)(bu)(bu)應大(da)于(yu)(yu)2mm。厚(hou)度(du)不(bu)(bu)(bu)同(tong)(復(fu)層厚(hou)度(du)不(bu)(bu)(bu)同(tong)或基(ji)層厚(hou)度(du)不(bu)(bu)(bu)同(tong),或兩者均不(bu)(bu)(bu)同(tong))的不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合中厚(hou)鋼板的裝配基(ji)準,按設計圖樣的規定執行。
定(ding)(ding)位(wei)焊(han)一定(ding)(ding)要在基層(ceng)(ceng)上進(jin)行(xing)(xing),所選用(yong)的(de)(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao)與焊(han)接基層(ceng)(ceng)時的(de)(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao)相同,不允(yun)許(xu)用(yong)復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao)在基層(ceng)(ceng)上進(jin)行(xing)(xing)定(ding)(ding)位(wei)焊(han)。定(ding)(ding)位(wei)焊(han)的(de)(de)(de)長度和間距,可根據焊(han)件的(de)(de)(de)具體情(qing)況具體確定(ding)(ding)。發(fa)現(xian)定(ding)(ding)位(wei)焊(han)縫出現(xian)裂紋或其他(ta)不允(yun)許(xu)存在的(de)(de)(de)缺陷時,應予(yu)以(yi)鏟(chan)除,并移(yi)位(wei)再焊(han)。
四、焊接順序
焊(han)(han)接時(shi),宜(yi)先(xian)焊(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),經清(qing)根及(ji)規定的(de)質量檢驗項目(mu)合(he)格后,再焊(han)(han)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),最后焊(han)(han)復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)。若不能(neng)按此方案(an)執行時(shi),也可先(xian)焊(han)(han)復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),再焊(han)(han)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),最后焊(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng);但在(zai)這種情況下,基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)接,宜(yi)用性能(neng)不低于過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)接的(de)奧氏(shi)體(ti)焊(han)(han)條或(huo)焊(han)(han)絲(si)。

1. 基層(ceng)的(de)焊接
焊(han)接(jie)基層(ceng)時(shi),其焊(han)道(dao)不應(ying)觸及和熔化復(fu)層(ceng),先焊(han)基層(ceng)時(shi),其焊(han)道(dao)根部(bu)(bu)或表面,應(ying)距復(fu)合(he)界(jie)面1~2mm。是(shi)否采取(qu)預熱措施,視(shi)基層(ceng)厚(hou)度、鋼種及結構等(deng)因素(su)而定。對接(jie)焊(han)縫(feng)的順序如圖5-17a、b所示(shi),先將開(kai)好坡口的不銹鋼復(fu)合(he)中厚(hou)鋼板裝配好,首先焊(han)接(jie)基層(ceng)碳鋼(或低(di)合(he)金結構鋼)。基層(ceng)焊(han)接(jie)完畢后要對其焊(han)縫(feng)進行檢查(包括焊(han)縫(feng)表面和焊(han)縫(feng)內(nei)部(bu)(bu)質(zhi)量),確認焊(han)縫(feng)質(zhi)量(特別(bie)是(shi)焊(han)縫(feng)內(nei)部(bu)(bu)質(zhi)量)達到合(he)格(ge)標準(zhun)后,才能做(zuo)焊(han)接(jie)過渡層(ceng)的準(zhun)備工作。
2. 過渡層的焊接
如圖5-17c所示,在復層(ceng)不銹鋼板一(yi)側(ce)進行鏟(chan)削,并將待焊(han)根(gen)部制成(cheng)圓弧形(xing)。為了防止未焊(han)透,鏟(chan)削要進行到暴露出基層(ceng)碳鋼為止,并打磨(mo)干凈。焊(han)接過渡層(ceng)時(shi)(見圖5-17d),其焊(han)縫(feng)要穩定地(di)熔化復層(ceng)不銹鋼板的(de)(de)一(yi)定厚度,才能(neng)(neng)起到隔離作用。施焊(han)時(shi),應采(cai)用較小(xiao)直徑的(de)(de)焊(han)條或焊(han)絲及較小(xiao)的(de)(de)焊(han)接線能(neng)(neng)量(liang)。過渡層(ceng)的(de)(de)厚度不小(xiao)于2mm。過渡層(ceng)焊(han)縫(feng)經(jing)檢查合格后,才能(neng)(neng)對復層(ceng)進行施焊(han)。
3. 復層的焊接(jie)
焊(han)(han)接復(fu)層(ceng)時(見圖5-17e),道間(jian)溫度(du)應不高(gao)(gao)于(yu)100℃,并(bing)盡(jin)可(ke)能(neng)采用較小的焊(han)(han)接熱輸入(ru)量。在(zai)不影響(xiang)焊(han)(han)接接頭質量的前提(ti)下,可(ke)加快不銹(xiu)鋼焊(han)(han)接冷卻(que)速度(du),避免(mian)復(fu)層(ceng)在(zai)600~1000℃停留時間(jian)過長,而影響(xiang)其耐蝕性(xing)。復(fu)層(ceng)焊(han)(han)縫(feng)表面,應盡(jin)可(ke)能(neng)與(yu)復(fu)層(ceng)表面保持(chi)平整、光(guang)順。對接焊(han)(han)縫(feng)余(yu)高(gao)(gao),應不大于(yu)1.5mm。角接焊(han)(han)縫(feng)的凹(ao)凸度(du)及焊(han)(han)腳高(gao)(gao)度(du),應符合設(she)計圖樣的規定。
不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)復(fu)合(he)中厚鋼(gang)(gang)板的(de)搭(da)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)和角(jiao)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)形式如(ru)圖5-18和圖5-19所示。在待焊區中碳鋼(gang)(gang)和不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)共存部位,要(yao)選用(yong)(yong)(yong)過渡層(ceng)(ceng)的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)。待焊處都是碳鋼(gang)(gang)時(shi)(shi),可以按基層(ceng)(ceng)所選用(yong)(yong)(yong)的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao)進行施(shi)焊;同樣,待焊區都是不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料(liao)時(shi)(shi),理應選用(yong)(yong)(yong)復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao),但考慮到焊接(jie)(jie)熔池(chi)的(de)深度,可能將基層(ceng)(ceng)熔化,此時(shi)(shi)第一層(ceng)(ceng)焊縫仍(reng)要(yao)選用(yong)(yong)(yong)過渡層(ceng)(ceng)的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)(cai)料(liao),切不可忽視。


五(wu)、注(zhu)意事項
1. 焊接前(qian)若(ruo)(ruo)發現不(bu)銹鋼(gang)(gang)復(fu)合(he)中(zhong)厚(hou)鋼(gang)(gang)板(ban)有(you)分(fen)(fen)(fen)層(ceng)(ceng)情(qing)況(kuang),不(bu)允許(xu)進行焊(han)接。如果在焊(han)接坡口(kou)邊緣有(you)分(fen)(fen)(fen)層(ceng)(ceng),會導致鋼(gang)(gang)板(ban)復(fu)層(ceng)(ceng)和基層(ceng)(ceng)之(zhi)間焊(han)合(he)不(bu)良。此時(shi)一定要(yao)將不(bu)銹鋼(gang)(gang)復(fu)合(he)中(zhong)厚(hou)鋼(gang)(gang)板(ban)全部進行無損檢測,若(ruo)(ruo)其分(fen)(fen)(fen)層(ceng)(ceng)范圍很小,可以徹底鏟除分(fen)(fen)(fen)層(ceng)(ceng)進行補焊(han)(即堆焊(han)),待修復(fu)后(hou)才能進行正式施焊(han)。
2. 基(ji)層(ceng)一側(ce)和復(fu)(fu)層(ceng)一側(ce)的(de)(de)待焊處(chu),應分(fen)別(bie)使用(yong)專(zhuan)用(yong)砂輪和鋼(gang)(gang)絲刷(shua)等(deng)工具修磨(mo),基(ji)層(ceng)側(ce)必(bi)須使用(yong)碳鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)絲刷(shua),而復(fu)(fu)層(ceng)側(ce)必(bi)須使用(yong)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)鋼(gang)(gang)絲刷(shua)。
3. 對復層(ceng)、基層(ceng)和(he)過渡層(ceng)所用(yong)的(de)三(san)種焊(han)(han)接材料(liao)分別做出明(ming)顯(xian)標記(ji),嚴格區(qu)分,防止(zhi)混淆。絕對禁止(zhi)用(yong)焊(han)(han)接基層(ceng)的(de)焊(han)(han)接材料(liao)焊(han)(han)接過渡層(ceng)或焊(han)(han)接復層(ceng);同樣,也要防止(zhi)焊(han)(han)接復層(ceng)的(de)焊(han)(han)接材料(liao)錯用(yong)在焊(han)(han)接基層(ceng)或過渡層(ceng)的(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. 復層不銹鋼焊接后,仍要進行(xing)酸洗(xi)和鈍(dun)化(hua)處理,或者在復層焊接接頭的(de)局部區(qu)域(yu)進行(xing)酸洗(xi),去除褐色氧化(hua)膜的(de)化(hua)學處理。

