不銹鋼復合中厚鋼板基層或復層的焊接方法與焊接不銹(xiu)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(xiu)鋼復合中厚鋼板的(de)焊縫由過渡層(ceng)(又稱隔離層(ceng))、基(ji)層(ceng)和復層(ceng)三個(ge)部分(fen)組成,各自焊接材料的(de)選(xuan)擇如下:


 1. 過渡層所選(xuan)用的焊接(jie)材(cai)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. 基層的焊接材料 


    選用與基層碳鋼(gang)(或(huo)低(di)合金(jin)結構(gou)(gou)(gou)鋼(gang))單獨焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時相(xiang)同(tong)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料,并以同(tong)樣的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝進(jin)(jin)行施焊(han)(han)(han)(han)。基層施焊(han)(han)(han)(han)前原則(ze)上不進(jin)(jin)行預熱(re)(re),焊(han)(han)(han)(han)后不進(jin)(jin)行消除(chu)應力(li)的回火處(chu)理(li)。但是,對于厚(hou)度大、剛度大且基層為低(di)合金(jin)結構(gou)(gou)(gou)鋼(gang)的焊(han)(han)(han)(han)接(jie)構(gou)(gou)(gou)件,仍要(yao)進(jin)(jin)行預熱(re)(re),焊(han)(han)(han)(han)后仍需要(yao)進(jin)(jin)行整體或(huo)局部回火熱(re)(re)處(chu)理(li)來消除(chu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)殘(can)余應力(li)。回火熱(re)(re)處(chu)理(li)溫度不宜(yi)過(guo)高,一(yi)般(ban)控制在(zai)400℃,以免(mian)影響復層不銹鋼(gang)的耐(nai)蝕性。


 3. 復層(ceng)焊接材料的選用(yong) 


    原(yuan)則上與單獨(du)焊(han)接(jie)不銹鋼(gang)時的焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)相同(tong),焊(han)接(jie)工藝也相同(tong)。不銹鋼(gang)復(fu)合中厚鋼(gang)板(ban)的焊(han)接(jie)方(fang)法和所(suo)選用的焊(han)接(jie)材(cai)(cai)料(liao)見表5-33(摘自GB/T 13148-2008)。


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    全國(guo)壓力容器標準化技術委(wei)員會(hui)推(tui)薦(jian)《GB/T 985.2-2008復合鋼的推(tui)薦(jian)坡口》在(zai)壓力容器及受壓元件(jian)使用,見表5-34~表5-37。



    焊(han)接坡(po)口(kou)一般采用機械(xie)加(jia)工方法(fa)制成。若(ruo)采用等離子弧(hu)切割(ge)、氣割(ge)等方法(fa)加(jia)工坡(po)口(kou),則應除去坡(po)口(kou)表面(mian)的(de)氧化層和過(guo)熱層。



二、焊接坡口(kou)


  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GB/T 13148-2008)所示。


 




三、裝(zhuang)配與定(ding)位焊


  不(bu)銹(xiu)鋼(gang)復合中厚鋼(gang)板在組裝以前,應采用機(ji)(ji)械方法及(ji)有機(ji)(ji)溶劑(ji)(如丙(bing)酮、酒精、香蕉水等(deng))清(qing)除(chu)焊(han)絲表(biao)(biao)面和(he)焊(han)接坡口兩側不(bu)小于20mm范圍內的(de)油污、銹(xiu)跡、金屬(shu)屑、氧化膜及(ji)其(qi)他污物。多層多道焊(han)時,應清(qing)除(chu)每道焊(han)縫表(biao)(biao)面的(de)熔(rong)渣和(he)缺陷等(deng)。


  裝配時(shi),厚度(du)相同(基層(ceng)和復(fu)層(ceng)厚度(du)均相同)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合中厚鋼板,應以復(fu)層(ceng)表面為基準,其錯(cuo)邊量不(bu)(bu)(bu)應大(da)(da)于(yu)復(fu)層(ceng)厚度(du)的(de)1/2,且不(bu)(bu)(bu)應大(da)(da)于(yu)2mm。厚度(du)不(bu)(bu)(bu)同(復(fu)層(ceng)厚度(du)不(bu)(bu)(bu)同或基層(ceng)厚度(du)不(bu)(bu)(bu)同,或兩(liang)者均不(bu)(bu)(bu)同)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合中厚鋼板的(de)裝配基準,按設(she)計圖樣的(de)規定執行。


  定(ding)位焊(han)(han)(han)(han)一(yi)定(ding)要在(zai)基(ji)(ji)層上(shang)進(jin)行,所選(xuan)用的(de)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料與焊(han)(han)(han)(han)接基(ji)(ji)層時(shi)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料相同(tong),不(bu)允許用復層的(de)焊(han)(han)(han)(han)接材(cai)料在(zai)基(ji)(ji)層上(shang)進(jin)行定(ding)位焊(han)(han)(han)(han)。定(ding)位焊(han)(han)(han)(han)的(de)長度和間距,可(ke)根據焊(han)(han)(han)(han)件的(de)具(ju)體(ti)情況具(ju)體(ti)確定(ding)。發現(xian)定(ding)位焊(han)(han)(han)(han)縫出(chu)現(xian)裂紋或其他不(bu)允許存(cun)在(zai)的(de)缺陷時(shi),應予以鏟(chan)除,并(bing)移位再焊(han)(han)(han)(han)。



四、焊接(jie)順(shun)序


  焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)時,宜先(xian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)基(ji)層(ceng),經清(qing)根及規定的質量(liang)檢(jian)驗項目合格后,再(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)過渡層(ceng),最后焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)復層(ceng)。若不能按此方案執行(xing)時,也可先(xian)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)復層(ceng),再(zai)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)過渡層(ceng),最后焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)基(ji)層(ceng);但在這種情況下,基(ji)層(ceng)的焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie),宜用性(xing)能不低于過渡層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接(jie)的奧氏體焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條或(huo)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲(si)。


圖 17.jpg


 1. 基(ji)層的焊接 


    焊(han)接(jie)基層(ceng)時(shi),其(qi)焊(han)道不應觸及(ji)和熔化復(fu)層(ceng),先焊(han)基層(ceng)時(shi),其(qi)焊(han)道根部或表(biao)面,應距復(fu)合(he)界面1~2mm。是否(fou)采取預熱(re)措施(shi),視基層(ceng)厚度、鋼(gang)種及(ji)結構等因素而定(ding)。對接(jie)焊(han)縫(feng)的(de)順(shun)序(xu)如圖(tu)5-17a、b所(suo)示(shi),先將開好坡(po)口的(de)不銹(xiu)鋼(gang)復(fu)合(he)中厚鋼(gang)板(ban)裝配(pei)好,首先焊(han)接(jie)基層(ceng)碳鋼(gang)(或低合(he)金結構鋼(gang))。基層(ceng)焊(han)接(jie)完畢后(hou)(hou)要對其(qi)焊(han)縫(feng)進行檢(jian)查(cha)(包括焊(han)縫(feng)表(biao)面和焊(han)縫(feng)內部質量),確認焊(han)縫(feng)質量(特別是焊(han)縫(feng)內部質量)達(da)到(dao)合(he)格標準后(hou)(hou),才能(neng)做焊(han)接(jie)過渡(du)層(ceng)的(de)準備工作。


 2. 過渡層(ceng)的焊(han)接 


    如圖(tu)5-17c所示,在復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼(gang)(gang)板一側進行鏟削,并(bing)(bing)將待焊(han)(han)(han)(han)根部(bu)制成圓弧形。為(wei)了防止未焊(han)(han)(han)(han)透,鏟削要進行到(dao)(dao)暴露出基層(ceng)(ceng)(ceng)碳鋼(gang)(gang)為(wei)止,并(bing)(bing)打磨干(gan)凈。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)時(見圖(tu)5-17d),其(qi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)要穩定地熔化復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼(gang)(gang)板的(de)一定厚度(du),才能(neng)(neng)起到(dao)(dao)隔離作用。施焊(han)(han)(han)(han)時,應(ying)采用較小(xiao)直徑的(de)焊(han)(han)(han)(han)條或焊(han)(han)(han)(han)絲(si)及較小(xiao)的(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)線(xian)能(neng)(neng)量。過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)厚度(du)不(bu)小(xiao)于2mm。過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)經檢查合格后(hou),才能(neng)(neng)對復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)進行施焊(han)(han)(han)(han)。


 3. 復層的焊接 


    焊(han)接復層時(見圖5-17e),道(dao)間(jian)溫度應不高于(yu)100℃,并盡(jin)可(ke)能采用較小(xiao)的(de)焊(han)接熱輸入量(liang)。在不影響焊(han)接接頭質(zhi)量(liang)的(de)前提下,可(ke)加快不銹鋼焊(han)接冷卻速(su)度,避免復層在600~1000℃停留時間(jian)過長,而影響其耐蝕(shi)性。復層焊(han)縫表面(mian),應盡(jin)可(ke)能與復層表面(mian)保持(chi)平(ping)整、光順。對(dui)接焊(han)縫余高,應不大于(yu)1.5mm。角接焊(han)縫的(de)凹凸度及焊(han)腳高度,應符合設計圖樣(yang)的(de)規定。


  不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)復合中(zhong)(zhong)厚鋼(gang)板的(de)搭接接頭和角接接頭形式(shi)如圖(tu)5-18和圖(tu)5-19所(suo)示。在待(dai)焊區中(zhong)(zhong)碳(tan)鋼(gang)和不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)共存部位(wei),要選(xuan)用過渡層(ceng)(ceng)的(de)焊接材(cai)(cai)(cai)料(liao)。待(dai)焊處都是(shi)(shi)碳(tan)鋼(gang)時(shi),可以按基層(ceng)(ceng)所(suo)選(xuan)用的(de)焊接材(cai)(cai)(cai)料(liao)進行施焊;同樣,待(dai)焊區都是(shi)(shi)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)材(cai)(cai)(cai)料(liao)時(shi),理應選(xuan)用復層(ceng)(ceng)的(de)焊接材(cai)(cai)(cai)料(liao),但考慮到焊接熔(rong)池的(de)深度,可能將(jiang)基層(ceng)(ceng)熔(rong)化,此時(shi)第一(yi)層(ceng)(ceng)焊縫仍要選(xuan)用過渡層(ceng)(ceng)的(de)焊接材(cai)(cai)(cai)料(liao),切不(bu)可忽視。





五、注(zhu)意(yi)事(shi)項


  1. 焊接前若發現不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)復(fu)合中厚鋼(gang)(gang)板(ban)有分(fen)層(ceng)情況(kuang),不(bu)允許進行(xing)焊(han)接。如果(guo)在焊(han)接坡口邊(bian)緣有分(fen)層(ceng),會導致鋼(gang)(gang)板(ban)復(fu)層(ceng)和基(ji)層(ceng)之間焊(han)合不(bu)良。此時一定(ding)要(yao)將不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)復(fu)合中厚鋼(gang)(gang)板(ban)全部進行(xing)無損檢測(ce),若其分(fen)層(ceng)范圍很小,可以徹(che)底鏟除(chu)分(fen)層(ceng)進行(xing)補焊(han)(即堆焊(han)),待修(xiu)復(fu)后才能進行(xing)正(zheng)式施焊(han)。


  2. 基層一側和復層一側的待焊處,應分別使(shi)用(yong)專(zhuan)用(yong)砂輪和鋼(gang)絲(si)刷(shua)等工具(ju)修磨,基層側必須(xu)使(shi)用(yong)碳(tan)鋼(gang)鋼(gang)絲(si)刷(shua),而復層側必須(xu)使(shi)用(yong)不(bu)銹鋼(gang)的鋼(gang)絲(si)刷(shua)。


  3. 對復層(ceng)、基(ji)層(ceng)和過(guo)渡層(ceng)所(suo)用的(de)(de)三種焊(han)(han)接材(cai)料分(fen)別做出明顯(xian)標記(ji),嚴(yan)格區分(fen),防止混淆。絕對禁(jin)止用焊(han)(han)接基(ji)層(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)接材(cai)料焊(han)(han)接過(guo)渡層(ceng)或焊(han)(han)接復層(ceng);同樣,也要防止焊(han)(han)接復層(ceng)的(de)(de)焊(han)(han)接材(cai)料錯用在焊(han)(han)接基(ji)層(ceng)或過(guo)渡層(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. 復層不銹鋼焊(han)接(jie)后,仍要進行(xing)酸(suan)洗和鈍化(hua)處理,或(huo)者在復層焊(han)接(jie)接(jie)頭的局部區(qu)域進行(xing)酸(suan)洗,去除褐(he)色氧化(hua)膜的化(hua)學處理。




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