不鏽鋼複（fù）合板焊接工藝特點和技巧
|
|
不鏽鋼複合板是由複層(不鏽鋼)和基層(碳鋼、低合金鋼等)複（fù）合軋製（zhì）而成的雙金屬，由複層保證耐蝕性能，強度主要（yào）靠基層獲得，這（zhè）樣（yàng）可（kě）以節約大量不鏽鋼，具有良好的經濟價值（zhí）。不鏽鋼複合板由（yóu）於具有良好的綜合（hé）性能和價格優勢（shì），在石油化工、食（shí）品工業等領域得到（dào）日益廣泛的應用。不（bú）鏽鋼複合板焊接既不同於不鏽鋼，也不同於碳鋼或低合金鋼，而有其特點和難點。
一、不鏽鋼複合板（bǎn）的焊接特點 從設計角度考（kǎo）慮，不鏽鋼複合板的基層主要是保證強度，複層主要是保證（zhèng）其耐蝕性能，中間增加的過渡層隻是焊接（jiē）工藝的需要。為了保證複合鋼板不（bú）失（shī）去其原有的綜（zōng）合（hé）性能，需要對（duì）基層和複層分別焊接。除了基（jī）層和複層的焊接外，還有過渡層焊接的問題，這是不鏽鋼複合板焊接的主要特點。複層（céng）焊縫和基層焊（hàn）縫之問，以及複層焊縫與基層母材交（jiāo）界（jiè）處（chù）宜采用過渡焊縫。基層（céng）和複層的過渡層焊接是不鏽鋼複合（hé）板焊接的關（guān）鍵。
二、不鏽鋼複合（hé）板焊接技術要點 1．焊接方法的（de）選擇 焊接不鏽鋼複合板時，基層大都采用焊條電弧焊。對於直徑大、厚（hòu）度（dù）大（dà）的不鏽鋼複合板產品，基層也可以采用埋（mái）弧焊。基層采用埋弧焊的優越性是多方麵的：生產效率高、焊縫質量優（yōu）、表麵成形美觀（guān）、勞動條件好、節省焊接材料和（hé）電（diàn）能。過渡層和複層焊接，*常用的方法是焊條電（diàn）弧焊。 2．焊接工藝評定 GBl50 1998《鋼製壓力容器》規定，凡（fán）是新材料、新焊（hàn）接工藝均應進行焊接工藝評定。焊（hàn）接工藝評定應以可靠的鋼材焊（hàn）接性能試驗為依據，並在產品焊接之前完成。不鏽鋼複合板能否通過焊接工藝評定，是不鏽鋼複合板焊接的關（guān）鍵（jiàn）所在。目前，不鏽（xiù）鋼複（fù）合板的焊接工藝評（píng）定應按照JB 4708～2000《鋼製壓力容器焊接工藝評定》附錄A(標準的附錄)“不鏽鋼複合（hé）鋼焊接工藝（yì）評定”進行，並遵守（shǒu）該標準正文的有關規（guī）定。 |
3．焊接材料（liào）的選擇（zé）
不鏽鋼複合板的焊接材料按照JB／T 4709—2000《鋼製壓力容器（qì）焊接規程》正文和附錄A(標（biāo）準的附錄)“不鏽鋼複合鋼焊接規程”表A1推薦選用。
不鏽鋼複（fù）合板過渡層的焊接十分重要，過渡層焊接材（cái）料的選擇也十分重要。焊接過渡層的目的，是為了補償由於稀釋所引起的合金元素(如鉻、鎳等)的降低，使複層焊縫的合金成分保持應有的水平。過渡層焊（hàn）接時，基層結構鋼的局（jú）部（bù）熔（róng）化使不鏽鋼焊縫合金成分稀釋（shì）。同時，還有鉻、鎳合金元素的燒損問題。這（zhè）樣（yàng）就（jiù）會降低不鏽鋼焊縫中的鉻、鎳合金元（yuán）素含量，增加不鏽鋼焊縫的含碳量，從而使不鏽鋼（gāng）焊縫中容易形成硬而脆的馬氏體組織，降低焊接接頭的塑性、韌性和耐腐蝕性能。因此，在實際焊接生產中，為了補償這些合金元素的損失，使過渡層（céng）的合金性能保持（chí）應有的水平，應該選用含Cr、Ni等合金元素量高和含碳量低的焊接材料，但也應考慮抗裂性，控製焊縫的稀釋率。這樣才能在正常的焊接參數下，得到雙相組織的焊縫，避免產生大量馬（mǎ）氏體組織和焊接冷裂紋。在不鏽鋼複（fù）合板過渡層焊接中，不僅存在著合金元（yuán）素的稀釋和燒損（sǔn），而且還有組（zǔ）織和性質上的變化。因此，從保證（zhèng）過（guò）渡區的安全性出發（fā），采用奧307、奧312型焊條是比較恰當的。
應根（gēn）據圖樣要求或工藝條件選（xuǎn）用標準坡口或自行設（shè）計坡口。不鏽鋼複合板的坡口應有利於減少過（guò）渡層（céng）焊（hàn）縫金屬的（de）稀釋率。不鏽鋼複（fù）合板常用坡口形（xíng）式和尺寸（cùn）可按JB／T4709-2000《鋼製壓力容器焊（hàn）接規程》附錄A(標準的附錄)“不鏽鋼（gāng）複合鋼焊接規程”圖A1、圖A2選用，參見圖1、圖2。
圖（tú）1、圖2所示的焊接坡口形式可（kě）供基層采用埋（mái）狐焊時參考。這種坡幾形（xíng）式的優點是：
(1)坡口尺（chǐ）寸標注以複層為基準，盡量使複層對齊，以保證其耐腐蝕性能。
(2)基層與複層完全分開（kāi），便於焊工實（shí）際操作。
(3)在剝離複層側時，向基層刨去（qù）深度1Mm，增加了複層（céng）的厚度，保（bǎo）證了過渡層和複層的焊接質（zhì）量，保證了耐腐蝕性能。
(4)在複層側設計30。斜角，可以防止焊縫夾渣和（hé）未熔合缺陷。
(5)有利於進行x射線探傷檢（jiǎn）查，易於發現缺陷，便於返修。
5．控製錯邊量
對不鏽鋼複合（hé）板錯邊量控製的要求要比普通碳鋼或（huò）低合金鋼（gāng）嚴格得多，控製不鏽鋼複合板的錯邊量不超標，是保證其強（qiáng）度和耐蝕性能的一個關鍵。為此，采取以下措施：
(1)嚴格按照“筒體下料展開尺寸的**解”計算展開長度，並保證實際下（xià）料尺寸準確。
(2)保（bǎo）證（zhèng）筒節滾圓質量，控製好（hǎo）圓度（dù）。
(3)坡口形式尺（chǐ）寸（cùn）標注以（yǐ）複（fù）層為基準，確保錯邊量不超（chāo）標。
(4)環縫組對采用“圓環形徑向找（zhǎo）圓工裝”，保證簡體圓度，保證（zhèng）組對質量。
(5)封頭與筒體組對，首先保證各自的網度，再以封頭周長匹配（pèi）筒（tǒng）體周長，保證封頭與筒休的組（zǔ）對（duì）質量（liàng）。
(6)組對時以複（fù）層為基準，防止複層錯邊量超標。
6．施焊焊工
從事鍋爐壓力容（róng）器焊接工作的焊工（gōng）必須按照國家質量監督檢驗檢疫總局製定的《鍋爐壓力容器壓力箭道焊（hàn）_I二考（kǎo）試與管理規則（zé）》進行考試，取得（dé）焊工合（hé）格證後，才能在有效期間內擔任合（hé）格項目範圍內的焊接工作。焊工必須按圖樣、工藝文件和技術標準施焊。焊工應在規定部（bù）位打上焊工鋼印，對於有防腐要求的不鏽鋼以及複合鋼板製壓力容器不得在（zài）防腐（fǔ）而采用硬（yìng）印作為焊工識別標誌，而應用簡圖記錄焊工代（dài）號，並將簡圖（tú）列入產（chǎn）品質量證（zhèng）明書中提供給用戶。
7．焊接要求
為了保證不（bú）鏽鋼複合板原有的綜合性能，應（yīng）對基層、過渡層和複層分（fèn）別進行焊接。不鏽鋼複合板焊接時，應注意以下幾點：
(1)嚴格按照（zhào）圖樣、焊接工藝和有關標準施焊。
(2)遵循先焊接基層，再焊接過渡層（céng），*後焊接複層的焊接順序。
(3)為防（fáng）止沾附焊接飛濺，施焊前（qián）需在不鏽鋼複合板坡口兩側100mm範圍內刷塗防飛濺塗料。
(4)定位焊縫隻允許在基層金（jīn）屬而上采（cǎi）用焊接基層金屬的電焊條施焊。
(5)基層的焊接，應嚴防基層（céng）焊縫（féng）熔化到不鏽鋼（gāng）的過渡層甚至複層（céng）焊（hàn）縫，以（yǐ）免少量高鉻、高鎳的不（bú）鏽鋼成分稀釋到碳素鋼焊縫中形成馬氏體組織而發生硬化。在不鏽（xiù）鋼一側的基層焊縫盡量采用（yòng）無飛（fēi）濺的（de）焊接方法(例如（rú）埋弧焊、非熔化極氬弧焊等)，因（yīn）為碳素鋼的飛濺會在複層表麵造成（chéng）鏽蝕。
(6)嚴防碳鋼或低合（hé）金鋼焊條焊接在複（fù）層上或過渡層焊條焊在複層麵上。
(7)焊接過渡層時，為減小稀釋率，在保證（zhèng）焊透的條（tiáo）件下，應盡可能采用小直徑焊條，並采用小規範反（fǎn）極性進行直道焊，以（yǐ）降低基層對過渡層焊縫的稀釋。
(8)複層焊接前，仔細**坡口邊緣複層坡口上的飛濺物。
(9)複層焊接時，為保證焊接質量，必須控製焊接熱輸入，應采取多層多道（dào）快速不擺動焊法，盡量采用小的焊接熱輸入（rù）和電流，並快（kuài）速焊接。複層焊接時，不（bú）應預熱和緩冷，有時甚至采取強製冷卻措施，以盡量減（jiǎn）少（shǎo）焊縫在400～850％溫度區問的（de）停留時間，防止焊縫產生奧氏體品界局部貧鉻，析出σ脆性相，產（chǎn）生475℃脆性，從而保證焊縫金屬（shǔ）具有良好的力（lì）學性能和抗晶問腐蝕性能。
(10)不鏽鋼複合板焊接的關鍵是提高焊縫一次合格率，減少返修次（cì）數。因為不鏽鋼複合板焊接接頭的組織和（hé）性能十分不均勻，焊縫返修時經常產生熱裂紋。
(11)不鏽鋼設備接觸介質的一麵焊縫應盡可能*後焊接。
(12)嚴（yán）格控製不鏽鋼表（biǎo）麵機械損傷和飛濺物。
8．預熱和熱（rè）處（chù）理（lǐ）
不（bú）鏽鋼複合板焊前預熱和焊後熱（rè）處理（lǐ）按JB／T4709--2000《鋼製壓力容器焊（hàn）接規程》進行。
(1)焊前預熱 當不（bú）鏽鋼複合板基層需要（yào）預熱時（shí），應以複合鋼的總（zǒng）厚度作（zuò）為確定預熱溫度的（de）厚度參數。當基（jī）層需要進行預熱時，施焊過渡層的焊（hàn）縫（féng）也必（bì）須（xū）預熱。
(2)焊後熱處理不鏽鋼（gāng）複合板應盡量避免焊後熱處理。當需要進行焊後熱處理（lǐ）時，應避免複層母材和焊接接頭中鉻（gè）碳化物析（xī）出和形成σ，相。如焊後（hòu）熱處理溫度在（zài）不鏽鋼的敏化溫（wēn）度區間之內，就會降低不鏽鋼的（de）耐腐蝕性能，使不鏽鋼產生晶間腐蝕裂紋。為解（jiě）決這個問題，可以采用“低溫長時”的熱處理方式，即適當降低熱處（chù）理溫度，延長（zhǎng）保溫（wēn）時間。
9．焊接檢驗
在基層（céng）焊接完畢（bì）之後、過渡層與複層焊接之（zhī）前（qián），對基層一般應進行射線探（tàn）傷檢查。發現超標缺陷，立即進行返修。返修完畢並經（jīng）射線探傷檢查合格後，再將複層側的基層焊縫表麵打磨平整（zhěng），一般應進（jìn）行滲透探傷檢查，經過滲透探傷檢查合格後，再焊（hàn）接過渡層和複層。過（guò）渡層和（hé）複層焊接完畢後，一般還應進行滲（shèn）透探傷檢查。
三、結語
綜上所述，不鏽鋼複合板焊（hàn）接（jiē）技術要點主要有：
(1)設計科學合理的（de）焊接坡口形式。
(2)嚴格控製不鏽鋼（gāng）複合板的錯邊量。
(3)正確選擇焊接方法、焊接材料與合理的焊接參數。
(4)由持證焊（hàn）工在有效期問內擔任（rèn）合格項目範圍（wéi）內的焊接工作。
(5)正確選擇合理的焊接順序。
(6)基（jī）層（céng）和複層之間的過渡層焊接（jiē）是不鏽鋼複合板焊接的關鍵，過渡層（céng）的成（chéng）分選擇也十分重要。