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)的焊縫由(you)過渡(du)層(又稱隔離層)、基層和復層三個(ge)部分組成,各自焊接材料(liao)的選擇如下:
1. 過渡層所選用的焊接材(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(xiu)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(yu)基層(ceng)(ceng)碳(tan)鋼(gang)(或低合金(jin)結構鋼(gang))單獨焊(han)(han)(han)接時相同的(de)焊(han)(han)(han)接材料(liao),并(bing)以同樣(yang)的(de)焊(han)(han)(han)接工藝(yi)進(jin)(jin)行(xing)施(shi)焊(han)(han)(han)。基層(ceng)(ceng)施(shi)焊(han)(han)(han)前原(yuan)則上不(bu)進(jin)(jin)行(xing)預熱,焊(han)(han)(han)后不(bu)進(jin)(jin)行(xing)消除(chu)應(ying)力(li)的(de)回(hui)火處(chu)理(li)(li)。但是,對于厚度(du)大、剛度(du)大且基層(ceng)(ceng)為低合金(jin)結構鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)接構件,仍要(yao)進(jin)(jin)行(xing)預熱,焊(han)(han)(han)后仍需要(yao)進(jin)(jin)行(xing)整體或局部(bu)回(hui)火熱處(chu)理(li)(li)來消除(chu)焊(han)(han)(han)接殘(can)余(yu)應(ying)力(li)。回(hui)火熱處(chu)理(li)(li)溫度(du)不(bu)宜過高(gao),一般控制在400℃,以免影響復層(ceng)(ceng)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐蝕性。
3. 復層(ceng)焊接材(cai)料的選用
原則(ze)上(shang)與單(dan)獨(du)焊(han)接不銹鋼(gang)時的焊(han)接材(cai)料(liao)(liao)相同,焊(han)接工藝也相同。不銹鋼(gang)復合中厚(hou)鋼(gang)板的焊(han)接方法和所選用的焊(han)接材(cai)料(liao)(liao)見表5-33(摘自GB/T 13148-2008)。

全(quan)國壓(ya)力容(rong)器(qi)(qi)標準化技術委員會推(tui)薦《GB/T 985.2-2008復合(he)鋼的(de)推(tui)薦坡口》在壓(ya)力容(rong)器(qi)(qi)及受壓(ya)元(yuan)件使(shi)用,見表5-34~表5-37。




焊(han)接坡口一般采(cai)(cai)用機械加工方法(fa)制成(cheng)。若采(cai)(cai)用等離子弧切割、氣割等方法(fa)加工坡口,則應除去坡口表面的(de)氧化層(ceng)和過熱層(ceng)。
二、焊接坡(po)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(zhuang)配與定位焊
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)復(fu)合中厚(hou)鋼(gang)板在組(zu)裝以前,應(ying)采(cai)用機械方(fang)法及(ji)有機溶劑(ji)(如丙酮(tong)、酒精、香(xiang)蕉水等)清除焊絲表面和焊接坡口兩側(ce)不(bu)小于20mm范圍(wei)內的(de)油污、銹(xiu)跡(ji)、金屬(shu)屑、氧化膜及(ji)其(qi)他污物(wu)。多層多道焊時(shi),應(ying)清除每道焊縫(feng)表面的(de)熔渣(zha)和缺陷等。
裝(zhuang)配時,厚(hou)(hou)度相(xiang)同(tong)(tong)(基(ji)層(ceng)(ceng)和復層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)度均(jun)相(xiang)同(tong)(tong))的(de)不銹鋼復合(he)(he)中厚(hou)(hou)鋼板(ban),應以(yi)復層(ceng)(ceng)表面為基(ji)準,其錯(cuo)邊量不應大(da)于復層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)度的(de)1/2,且不應大(da)于2mm。厚(hou)(hou)度不同(tong)(tong)(復層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)度不同(tong)(tong)或基(ji)層(ceng)(ceng)厚(hou)(hou)度不同(tong)(tong),或兩者(zhe)均(jun)不同(tong)(tong))的(de)不銹鋼復合(he)(he)中厚(hou)(hou)鋼板(ban)的(de)裝(zhuang)配基(ji)準,按設計(ji)圖樣的(de)規定執行。
定(ding)位(wei)(wei)焊(han)一定(ding)要在(zai)基層(ceng)上進(jin)行(xing),所選用的(de)焊(han)接材(cai)料與焊(han)接基層(ceng)時的(de)焊(han)接材(cai)料相同,不允許用復(fu)層(ceng)的(de)焊(han)接材(cai)料在(zai)基層(ceng)上進(jin)行(xing)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)。定(ding)位(wei)(wei)焊(han)的(de)長度(du)和間距,可(ke)根據(ju)焊(han)件(jian)的(de)具(ju)體(ti)情(qing)況具(ju)體(ti)確定(ding)。發現(xian)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)縫(feng)出現(xian)裂紋或其他不允許存(cun)在(zai)的(de)缺陷時,應予以鏟除,并移位(wei)(wei)再焊(han)。
四、焊接順序
焊(han)(han)(han)接(jie)時,宜先焊(han)(han)(han)基層,經清根(gen)及規定的(de)質量檢驗項目(mu)合格后,再(zai)焊(han)(han)(han)過(guo)渡層,最后焊(han)(han)(han)復(fu)層。若不能按此方案執行時,也可先焊(han)(han)(han)復(fu)層,再(zai)焊(han)(han)(han)過(guo)渡層,最后焊(han)(han)(han)基層;但(dan)在這種情況下,基層的(de)焊(han)(han)(han)接(jie),宜用性能不低于(yu)過(guo)渡層焊(han)(han)(han)接(jie)的(de)奧氏體焊(han)(han)(han)條(tiao)或焊(han)(han)(han)絲。

1. 基層的焊(han)接
焊(han)接(jie)基(ji)層時,其焊(han)道不應(ying)觸及(ji)和熔(rong)化復(fu)層,先(xian)焊(han)基(ji)層時,其焊(han)道根部或(huo)(huo)表面(mian),應(ying)距復(fu)合(he)界面(mian)1~2mm。是(shi)否采取預熱措(cuo)施(shi),視基(ji)層厚度、鋼種(zhong)及(ji)結(jie)構等因素而(er)定。對接(jie)焊(han)縫(feng)的(de)順序如圖5-17a、b所示,先(xian)將開好(hao)坡口的(de)不銹鋼復(fu)合(he)中厚鋼板裝配好(hao),首先(xian)焊(han)接(jie)基(ji)層碳鋼(或(huo)(huo)低合(he)金結(jie)構鋼)。基(ji)層焊(han)接(jie)完畢后要對其焊(han)縫(feng)進行檢(jian)查(包(bao)括焊(han)縫(feng)表面(mian)和焊(han)縫(feng)內部質(zhi)量),確認焊(han)縫(feng)質(zhi)量(特別(bie)是(shi)焊(han)縫(feng)內部質(zhi)量)達(da)到合(he)格標準后,才能做焊(han)接(jie)過渡(du)層的(de)準備(bei)工作。
2. 過(guo)渡層(ceng)的焊(han)接
如圖(tu)5-17c所示(shi),在復(fu)層(ceng)不銹(xiu)鋼板(ban)一側進行(xing)(xing)鏟削,并將待焊(han)根部制成圓弧形。為了防(fang)止未焊(han)透,鏟削要進行(xing)(xing)到暴露出基層(ceng)碳鋼為止,并打磨干凈。焊(han)接過(guo)渡層(ceng)時(見圖(tu)5-17d),其焊(han)縫(feng)要穩(wen)定(ding)地(di)熔(rong)化復(fu)層(ceng)不銹(xiu)鋼板(ban)的一定(ding)厚(hou)度(du),才能起到隔離(li)作用(yong)。施(shi)焊(han)時,應采用(yong)較小(xiao)直徑的焊(han)條或焊(han)絲及(ji)較小(xiao)的焊(han)接線能量。過(guo)渡層(ceng)的厚(hou)度(du)不小(xiao)于2mm。過(guo)渡層(ceng)焊(han)縫(feng)經檢查(cha)合(he)格后,才能對(dui)復(fu)層(ceng)進行(xing)(xing)施(shi)焊(han)。
3. 復層的焊接
焊(han)(han)(han)接(jie)復(fu)層時(shi)(見圖5-17e),道間溫度(du)應(ying)不(bu)高(gao)于(yu)(yu)100℃,并盡可能采用(yong)較(jiao)小的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)熱輸(shu)入量。在(zai)不(bu)影響焊(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭質量的(de)前提(ti)下,可加快不(bu)銹鋼焊(han)(han)(han)接(jie)冷(leng)卻(que)速度(du),避免復(fu)層在(zai)600~1000℃停留時(shi)間過長,而影響其耐(nai)蝕性。復(fu)層焊(han)(han)(han)縫表面,應(ying)盡可能與復(fu)層表面保持平整、光順。對接(jie)焊(han)(han)(han)縫余(yu)高(gao),應(ying)不(bu)大于(yu)(yu)1.5mm。角接(jie)焊(han)(han)(han)縫的(de)凹凸度(du)及焊(han)(han)(han)腳高(gao)度(du),應(ying)符合(he)設(she)計(ji)圖樣的(de)規定。
不(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中(zhong)厚(hou)鋼(gang)板的(de)(de)(de)搭接(jie)接(jie)頭和角接(jie)接(jie)頭形(xing)式如圖5-18和圖5-19所示(shi)。在待焊(han)(han)區中(zhong)碳鋼(gang)和不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)共存(cun)部位(wei),要選用過(guo)(guo)渡層的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料。待焊(han)(han)處都是(shi)碳鋼(gang)時,可以按基(ji)層所選用的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料進行施焊(han)(han);同(tong)樣(yang),待焊(han)(han)區都是(shi)不(bu)銹鋼(gang)材(cai)料時,理應選用復(fu)層的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料,但考(kao)慮到焊(han)(han)接(jie)熔池的(de)(de)(de)深度,可能(neng)將(jiang)基(ji)層熔化(hua),此時第一層焊(han)(han)縫仍要選用過(guo)(guo)渡層的(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料,切不(bu)可忽(hu)視(shi)。


五、注意事項
1. 焊接(jie)前(qian)若發現不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)復合(he)中厚鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)有分(fen)層(ceng)情況,不(bu)允許進行焊(han)(han)接(jie)(jie)。如(ru)果在焊(han)(han)接(jie)(jie)坡(po)口(kou)邊緣有分(fen)層(ceng),會(hui)導致(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)復層(ceng)和基層(ceng)之間焊(han)(han)合(he)不(bu)良。此時一定要將不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)復合(he)中厚鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)全(quan)部進行無損檢測,若其分(fen)層(ceng)范圍很小,可以徹(che)底鏟除分(fen)層(ceng)進行補焊(han)(han)(即堆焊(han)(han)),待修復后才能(neng)進行正(zheng)式施(shi)焊(han)(han)。
2. 基層(ceng)(ceng)一側(ce)和(he)(he)復層(ceng)(ceng)一側(ce)的待(dai)焊處(chu),應分別使(shi)用(yong)專用(yong)砂(sha)輪和(he)(he)鋼(gang)絲(si)刷(shua)等工(gong)具修磨(mo),基層(ceng)(ceng)側(ce)必須使(shi)用(yong)碳鋼(gang)鋼(gang)絲(si)刷(shua),而復層(ceng)(ceng)側(ce)必須使(shi)用(yong)不銹鋼(gang)的鋼(gang)絲(si)刷(shua)。
3. 對復層(ceng)(ceng)(ceng)、基層(ceng)(ceng)(ceng)和(he)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)所用的三種焊(han)(han)(han)接(jie)材料分(fen)別做出明顯標記,嚴格(ge)區分(fen),防止(zhi)混淆。絕對禁止(zhi)用焊(han)(han)(han)接(jie)基層(ceng)(ceng)(ceng)的焊(han)(han)(han)接(jie)材料焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)或焊(han)(han)(han)接(jie)復層(ceng)(ceng)(ceng);同(tong)樣,也要(yao)防止(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)復層(ceng)(ceng)(ceng)的焊(han)(han)(han)接(jie)材料錯用在焊(han)(han)(han)接(jie)基層(ceng)(ceng)(ceng)或過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)的焊(han)(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(fu)(fu)層不銹鋼焊接(jie)(jie)(jie)后,仍要進行(xing)酸洗和鈍化處(chu)理(li),或(huo)者在(zai)復(fu)(fu)層焊接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭的局(ju)部區(qu)域進行(xing)酸洗,去除褐色氧化膜的化學(xue)處(chu)理(li)。

