不銹鋼復合中厚鋼板是由化學成分和物理性能有很大差異,焊接性也有重大差異的兩層鋼板組合而成,因而不可能用單一種焊接材料和焊接工藝進行焊接,而應將基層和復層區別對待。如果單獨采用適合于基層的焊接材料和焊接工藝,則焊接復層時會出現中合金水平的馬氏體鋼焊縫,不僅力學性能不良,還容易產生焊接裂紋,而且完全喪失了復層應有的耐蝕性;如果采用一種適合復層的不銹鋼焊接材料進行施焊,雖然易于得到腐蝕性能合格的復層表面,然而基層焊縫金屬卻完全由高、中合金水平的馬氏體鋼成分組成,其焊接裂紋傾向非常大,而且其塑性、強度等級不能同鋼板整體協調,以至在載荷作用下會出現不連續應力狀態,可能誘發斷裂失效,完全違背了制造不銹鋼復合中厚鋼板的初衷。為了防止基層成分對復層焊縫金屬的不利影響,以保證焊接接頭質量和性能,需要預先在基層焊縫表面熔敷一層規定成分的金屬層,稱之為過渡層(又稱隔離層)。
這樣,不銹(xiu)鋼復(fu)合(he)中厚鋼板(ban)的(de)焊接(jie)將分(fen)為三個部分(fen):一(yi)是(shi)復(fu)層(ceng)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)的(de)焊接(jie),如同(tong)(tong)(tong)單(dan)一(yi)復(fu)層(ceng)鋼板(ban)的(de)焊接(jie)一(yi)樣,沒有(you)難(nan)(nan)度(du)(du)(du);二(er)是(shi)基層(ceng)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)的(de)焊接(jie),如同(tong)(tong)(tong)單(dan)一(yi)基層(ceng)鋼板(ban)的(de)焊接(jie)一(yi)樣,也沒有(you)難(nan)(nan)度(du)(du)(du);三是(shi)基層(ceng)與復(fu)層(ceng)之(zhi)間(jian)(jian)(jian)過渡(du)層(ceng)的(de)焊接(jie),難(nan)(nan)度(du)(du)(du)比(bi)較大(da),如同(tong)(tong)(tong)異種鋼焊接(jie)。
為(wei)了保證(zheng)焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭有良(liang)好的耐蝕性,通常應當(dang)避(bi)免復層焊(han)后(hou)再次或多次受熱。因此在焊(han)接(jie)(jie)不銹復合中厚(hou)板時,一般先焊(han)接(jie)(jie)基(ji)層,后(hou)焊(han)復層。基(ji)層比(bi)較厚(hou)又是先焊(han),只要(yao)坡口適當(dang),可以完全避(bi)免復層金屬熔入(ru)基(ji)層焊(han)縫金屬中的可能性。
根據對(dui)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)性(xing)能要(yao)求(qiu)(通常是(shi)(shi)(shi)耐蝕性(xing)),復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)縫應當(dang)盡(jin)量(liang)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)母材相同,這也(ye)是(shi)(shi)(shi)焊(han)接(jie)(jie)不(bu)銹鋼的(de)一(yi)條(tiao)基(ji)本原則。但是(shi)(shi)(shi)焊(han)接(jie)(jie)材料選(xuan)用(yong)時要(yao)考慮兩(liang)個(ge)問題(ti):一(yi)是(shi)(shi)(shi)要(yao)考慮復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼板本身的(de)焊(han)接(jie)(jie)性(xing),重要(yao)的(de)是(shi)(shi)(shi)防止焊(han)縫出現結晶裂(lie)紋(wen)。這就要(yao)求(qiu)焊(han)縫金(jin)屬的(de)化學成分(fen)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)有(you)所不(bu)同,以使其(qi)含有(you)一(yi)定的(de)鐵素體組(zu)織(zhi)。二是(shi)(shi)(shi)要(yao)考慮基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼板對(dui)焊(han)縫金(jin)屬的(de)稀(xi)釋(shi)作(zuo)用(yong)。因為復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)接(jie)(jie)是(shi)(shi)(shi)在基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)縫的(de)基(ji)礎上開(kai)始的(de),并且還(huan)必(bi)須保(bao)證基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間有(you)良好的(de)焊(han)接(jie)(jie)性(xing),同時由(you)于(yu)(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)厚,焊(han)接(jie)(jie)的(de)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數有(you)限,這種(zhong)稀(xi)稀(xi)作(zuo)用(yong)是(shi)(shi)(shi)難于(yu)(yu)避免的(de)。為了克服(fu)這一(yi)缺陷,合(he)理的(de)辦法是(shi)(shi)(shi)在基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)同復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)接(jie)(jie)合(he)面處設(she)置一(yi)個(ge)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),完成由(you)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)到復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)成分(fen)過渡。這樣一(yi)來,從過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上開(kai)始對(dui)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)接(jie)(jie),就比較(jiao)接(jie)(jie)近于(yu)(yu)該(gai)種(zhong)不(bu)銹鋼板的(de)焊(han)接(jie)(jie)。
不銹鋼復(fu)(fu)合(he)中(zhong)厚鋼板焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵問(wen)題(ti)(ti)是復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)與基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)交界部位的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie),也就是過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(又稱隔(ge)離(li)層(ceng)(ceng))的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)問(wen)題(ti)(ti)。從(cong)熔焊(han)(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)冶金學分析,過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)同前面討論的(de)(de)(de)(de)(de)異種鋼焊(han)(han)(han)接(jie)沒(mei)有(you)本質的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)別。為保證過(guo)(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)能完成化學成分由基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)到復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)(guo)渡(du),很(hen)重要的(de)(de)(de)(de)(de)是選擇合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)材料和穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)接(jie)參數以保證熔合(he)比基(ji)(ji)本穩定(ding)。這(zhe)個(ge)熔合(he)比也可以通(tong)過(guo)(guo)坡(po)口尺寸(cun)和焊(han)(han)(han)接(jie)工藝在(zai)較大(da)范圍內變(bian)化。
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)復合中(zhong)(zhong)厚鋼(gang)板的(de)(de)過渡(du)層(ceng)(ceng)宜薄(bo)不(bu)宜厚。值得注意(yi)的(de)(de)還有(you),由于不(bu)銹(xiu)鋼(gang)同(tong)碳鋼(gang)(或低(di)合金結構鋼(gang))之間的(de)(de)熱物(wu)理性(xing)能(特別(bie)是膨脹系數)差別(bie)較大。為了防(fang)止焊(han)后冷(leng)卻(que)過程(cheng)中(zhong)(zhong)或以后服役過程(cheng)中(zhong)(zhong)因溫差應力(li)而開裂,應當保證過渡(du)層(ceng)(ceng)具有(you)優良的(de)(de)塑(su)性(xing)和(he)韌(ren)性(xing),使它能夠起到(dao)吸收和(he)緩沖(chong)應力(li)對兩(liang)金屬交界面的(de)(de)有(you)害作(zuo)用(yong),避(bi)免焊(han)接接頭產生裂紋。另(ling)外,還要考慮在過渡(du)層(ceng)(ceng)上焊(han)接復層(ceng)(ceng)時,不(bu)至于過分(fen)的(de)(de)被過渡(du)層(ceng)(ceng)所(suo)稀釋。