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(bu)銹鋼復(fu)合中厚鋼板的焊接(jie)將分為三(san)個部分:一(yi)是(shi)復(fu)層(ceng)之(zhi)(zhi)間的焊接(jie),如同單一(yi)復(fu)層(ceng)鋼板的焊接(jie)一(yi)樣,沒(mei)有難度;二是(shi)基(ji)層(ceng)之(zhi)(zhi)間的焊接(jie),如同單一(yi)基(ji)層(ceng)鋼板的焊接(jie)一(yi)樣,也(ye)沒(mei)有難度;三(san)是(shi)基(ji)層(ceng)與復(fu)層(ceng)之(zhi)(zhi)間過渡層(ceng)的焊接(jie),難度比較大(da),如同異種鋼焊接(jie)。
為了保證(zheng)焊(han)接接頭有良好的耐蝕性,通常應當(dang)避免復(fu)層(ceng)焊(han)后再(zai)次(ci)或(huo)多次(ci)受熱。因(yin)此在(zai)焊(han)接不銹復(fu)合(he)中厚板時(shi),一般先焊(han)接基層(ceng),后焊(han)復(fu)層(ceng)。基層(ceng)比較厚又是(shi)先焊(han),只要坡口適當(dang),可以完全避免復(fu)層(ceng)金(jin)屬熔入基層(ceng)焊(han)縫金(jin)屬中的可能性。
根據對(dui)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)性能要(yao)求(qiu)(qiu)(通常是耐蝕性),復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)應(ying)當盡(jin)量(liang)與(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)母材(cai)相同,這也是焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)一條(tiao)基(ji)(ji)本原則。但是焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)選(xuan)用時(shi)要(yao)考(kao)慮兩個問題(ti):一是要(yao)考(kao)慮復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)本身的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)性,重要(yao)的(de)(de)(de)是防止焊(han)(han)縫(feng)出現結晶裂紋。這就要(yao)求(qiu)(qiu)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)(de)(de)化學成(cheng)分與(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)有(you)所不同,以使其含有(you)一定的(de)(de)(de)鐵素體(ti)組織。二是要(yao)考(kao)慮基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)對(dui)焊(han)(han)縫(feng)金屬(shu)的(de)(de)(de)稀釋(shi)作(zuo)用。因為(wei)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)是在基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫(feng)的(de)(de)(de)基(ji)(ji)礎(chu)上(shang)開始(shi)的(de)(de)(de),并(bing)且還必須保證基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間有(you)良好的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)性,同時(shi)由于(yu)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不厚(hou),焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數有(you)限,這種稀稀作(zuo)用是難于(yu)避(bi)免的(de)(de)(de)。為(wei)了克(ke)服這一缺陷,合理的(de)(de)(de)辦法是在基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)同復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)合面處設置(zhi)一個過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),完成(cheng)由基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)到復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)成(cheng)分過(guo)渡(du)(du)。這樣一來,從(cong)過(guo)渡(du)(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)開始(shi)對(dui)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie),就比較接(jie)(jie)(jie)(jie)近于(yu)該種不銹鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)。
不銹(xiu)鋼(gang)復(fu)合(he)中厚(hou)鋼(gang)板焊接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)關鍵問(wen)題(ti)是復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)基層(ceng)(ceng)(ceng)交(jiao)界部位(wei)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie),也就是過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(又稱隔離層(ceng)(ceng)(ceng))的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)問(wen)題(ti)。從熔焊的(de)冶金學(xue)(xue)分析,過渡層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)同(tong)前面討論的(de)異種鋼(gang)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)沒有本質的(de)區別。為保(bao)證過渡層(ceng)(ceng)(ceng)能完成化學(xue)(xue)成分由基層(ceng)(ceng)(ceng)到(dao)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)過渡,很重(zhong)要的(de)是選擇合(he)適的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)材料和穩定的(de)焊接(jie)(jie)(jie)(jie)參數以(yi)(yi)保(bao)證熔合(he)比基本穩定。這(zhe)個熔合(he)比也可以(yi)(yi)通過坡口尺寸和焊接(jie)(jie)(jie)(jie)工藝在較大范圍內(nei)變(bian)化。
不銹鋼復(fu)合中厚鋼板的過(guo)(guo)渡(du)層宜薄不宜厚。值得注意的還有(you)(you),由(you)于不銹鋼同碳鋼(或(huo)低合金結構鋼)之間的熱物理性能(特別(bie)(bie)是膨脹系數)差別(bie)(bie)較大(da)。為了防(fang)止焊(han)后(hou)冷卻過(guo)(guo)程(cheng)中或(huo)以(yi)后(hou)服(fu)役過(guo)(guo)程(cheng)中因溫(wen)差應(ying)(ying)力(li)(li)而開裂,應(ying)(ying)當保證過(guo)(guo)渡(du)層具(ju)有(you)(you)優良的塑性和韌性,使(shi)它能夠(gou)起到吸收和緩(huan)沖應(ying)(ying)力(li)(li)對兩金屬交界面的有(you)(you)害作用,避免焊(han)接接頭(tou)產生(sheng)裂紋(wen)。另外,還要考慮在(zai)過(guo)(guo)渡(du)層上(shang)焊(han)接復(fu)層時(shi),不至(zhi)于過(guo)(guo)分(fen)的被(bei)過(guo)(guo)渡(du)層所稀釋。