不銹鋼復合中厚鋼板基層或復層的焊接方法與焊接不(bu)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、焊接材(cai)料(liao)的選擇


不銹鋼復合中厚(hou)鋼板的(de)焊縫(feng)由過(guo)渡層(ceng)(又稱隔離層(ceng))、基(ji)層(ceng)和(he)復層(ceng)三個部分(fen)組(zu)成(cheng),各自(zi)焊接材料(liao)的(de)選擇如下(xia):


 1. 過渡層所選用的焊接材料 


    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(he)鋼板(ban)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(ji)層的焊接材料(liao) 


    選用與(yu)基(ji)層(ceng)碳鋼(gang)(gang)(或(huo)低合(he)金(jin)結構(gou)(gou)鋼(gang)(gang))單獨焊(han)接(jie)時相(xiang)同的(de)焊(han)接(jie)材料,并以同樣的(de)焊(han)接(jie)工藝(yi)進行施焊(han)。基(ji)層(ceng)施焊(han)前原(yuan)則上不(bu)進行預(yu)熱(re)(re),焊(han)后不(bu)進行消除應(ying)力的(de)回火處理。但是,對于厚度(du)大、剛度(du)大且基(ji)層(ceng)為(wei)低合(he)金(jin)結構(gou)(gou)鋼(gang)(gang)的(de)焊(han)接(jie)構(gou)(gou)件,仍要進行預(yu)熱(re)(re),焊(han)后仍需(xu)要進行整(zheng)體或(huo)局部(bu)回火熱(re)(re)處理來消除焊(han)接(jie)殘余應(ying)力。回火熱(re)(re)處理溫(wen)度(du)不(bu)宜過(guo)高,一般控制(zhi)在400℃,以免影響復層(ceng)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)耐蝕性(xing)。


 3. 復層焊接(jie)材料(liao)的(de)選用 


    原則上(shang)與單獨焊(han)接(jie)不銹(xiu)鋼時的(de)(de)焊(han)接(jie)材料相(xiang)同(tong),焊(han)接(jie)工藝(yi)也相(xiang)同(tong)。不銹(xiu)鋼復合中(zhong)厚鋼板的(de)(de)焊(han)接(jie)方(fang)法和所選用的(de)(de)焊(han)接(jie)材料見表5-33(摘(zhai)自(zi)GB/T 13148-2008)。


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    全國壓(ya)力容器標準化技術委員會推(tui)薦《GB/T 985.2-2008復合鋼的推(tui)薦坡(po)口》在(zai)壓(ya)力容器及受(shou)壓(ya)元件使用,見表5-34~表5-37。



    焊(han)接坡(po)口(kou)一般采用(yong)機械加(jia)工(gong)方法(fa)制(zhi)成。若采用(yong)等離(li)子弧切割(ge)、氣割(ge)等方法(fa)加(jia)工(gong)坡(po)口(kou),則應除去坡(po)口(kou)表面的氧化層(ceng)和過(guo)熱(re)層(ceng)。



二(er)、焊接坡口


  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GB/T 13148-2008)所示。


 




三、裝(zhuang)配與定(ding)位焊


  不銹(xiu)鋼復合中厚鋼板在組裝以前(qian),應(ying)采用機械方法及有機溶劑(如丙酮、酒(jiu)精、香蕉水(shui)等)清除(chu)焊(han)絲表(biao)面和焊(han)接坡(po)口兩側不小(xiao)于20mm范圍內的油(you)污、銹(xiu)跡、金屬屑、氧化膜及其他污物(wu)。多層(ceng)多道(dao)焊(han)時(shi),應(ying)清除(chu)每道(dao)焊(han)縫(feng)表(biao)面的熔(rong)渣和缺陷(xian)等。


  裝配(pei)時,厚(hou)(hou)度(du)相同(tong)(基層(ceng)和復(fu)層(ceng)厚(hou)(hou)度(du)均相同(tong))的(de)(de)不(bu)銹鋼復(fu)合(he)中厚(hou)(hou)鋼板(ban),應以復(fu)層(ceng)表面(mian)為基準,其錯邊量不(bu)應大于復(fu)層(ceng)厚(hou)(hou)度(du)的(de)(de)1/2,且不(bu)應大于2mm。厚(hou)(hou)度(du)不(bu)同(tong)(復(fu)層(ceng)厚(hou)(hou)度(du)不(bu)同(tong)或(huo)基層(ceng)厚(hou)(hou)度(du)不(bu)同(tong),或(huo)兩者(zhe)均不(bu)同(tong))的(de)(de)不(bu)銹鋼復(fu)合(he)中厚(hou)(hou)鋼板(ban)的(de)(de)裝配(pei)基準,按設計圖樣的(de)(de)規定(ding)執行。


  定(ding)(ding)(ding)位焊(han)一定(ding)(ding)(ding)要(yao)在基(ji)(ji)層(ceng)上進(jin)行(xing),所選用的(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)與焊(han)接(jie)(jie)基(ji)(ji)層(ceng)時(shi)的(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)相(xiang)同,不允(yun)許用復層(ceng)的(de)焊(han)接(jie)(jie)材(cai)料(liao)(liao)在基(ji)(ji)層(ceng)上進(jin)行(xing)定(ding)(ding)(ding)位焊(han)。定(ding)(ding)(ding)位焊(han)的(de)長度和間距,可根據焊(han)件(jian)的(de)具體情況具體確定(ding)(ding)(ding)。發現(xian)定(ding)(ding)(ding)位焊(han)縫出現(xian)裂紋或其他不允(yun)許存(cun)在的(de)缺陷時(shi),應予(yu)以鏟(chan)除,并(bing)移位再(zai)焊(han)。



四、焊接(jie)順序


  焊(han)(han)(han)接時,宜(yi)先焊(han)(han)(han)基層,經清根(gen)及規(gui)定的質量(liang)檢驗(yan)項目合格后,再(zai)焊(han)(han)(han)過渡(du)層,最后焊(han)(han)(han)復層。若不(bu)能(neng)按此方案(an)執行(xing)時,也(ye)可先焊(han)(han)(han)復層,再(zai)焊(han)(han)(han)過渡(du)層,最后焊(han)(han)(han)基層;但在這種情況下,基層的焊(han)(han)(han)接,宜(yi)用性(xing)能(neng)不(bu)低于過渡(du)層焊(han)(han)(han)接的奧氏體焊(han)(han)(han)條或焊(han)(han)(han)絲。


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 1. 基層的焊接 


    焊(han)(han)接基層(ceng)時(shi),其(qi)焊(han)(han)道不(bu)應觸及(ji)和熔化(hua)復(fu)層(ceng),先焊(han)(han)基層(ceng)時(shi),其(qi)焊(han)(han)道根(gen)部(bu)或(huo)表面,應距復(fu)合(he)(he)界面1~2mm。是否采取預熱(re)措施,視基層(ceng)厚度、鋼種及(ji)結構等因素(su)而定。對接焊(han)(han)縫(feng)(feng)的順(shun)序如圖5-17a、b所(suo)示,先將開(kai)好坡口的不(bu)銹鋼復(fu)合(he)(he)中厚鋼板裝(zhuang)配好,首先焊(han)(han)接基層(ceng)碳鋼(或(huo)低合(he)(he)金結構鋼)。基層(ceng)焊(han)(han)接完(wan)畢后(hou)要對其(qi)焊(han)(han)縫(feng)(feng)進行檢查(包括焊(han)(han)縫(feng)(feng)表面和焊(han)(han)縫(feng)(feng)內部(bu)質(zhi)量(liang)(liang)),確認(ren)焊(han)(han)縫(feng)(feng)質(zhi)量(liang)(liang)(特別是焊(han)(han)縫(feng)(feng)內部(bu)質(zhi)量(liang)(liang))達到合(he)(he)格標準(zhun)后(hou),才能做焊(han)(han)接過渡層(ceng)的準(zhun)備工作。


 2. 過渡(du)層的焊接(jie) 


    如圖5-17c所示,在復層(ceng)不銹(xiu)鋼板一(yi)側(ce)進(jin)行(xing)鏟(chan)削,并將待(dai)焊(han)根部制成圓弧(hu)形(xing)。為了防(fang)止(zhi)未焊(han)透,鏟(chan)削要(yao)(yao)進(jin)行(xing)到(dao)暴露(lu)出基層(ceng)碳鋼為止(zhi),并打磨干凈(jing)。焊(han)接(jie)過渡(du)層(ceng)時(shi)(見(jian)圖5-17d),其焊(han)縫要(yao)(yao)穩定地熔化復層(ceng)不銹(xiu)鋼板的一(yi)定厚度,才能(neng)(neng)起到(dao)隔離作用。施(shi)焊(han)時(shi),應采用較小直徑的焊(han)條(tiao)或(huo)焊(han)絲及(ji)較小的焊(han)接(jie)線(xian)能(neng)(neng)量(liang)。過渡(du)層(ceng)的厚度不小于2mm。過渡(du)層(ceng)焊(han)縫經檢查合格后,才能(neng)(neng)對復層(ceng)進(jin)行(xing)施(shi)焊(han)。


 3. 復(fu)層(ceng)的焊接(jie) 


    焊(han)接(jie)(jie)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)時(見(jian)圖5-17e),道間溫度(du)應(ying)(ying)不高于100℃,并盡可能(neng)采用較小(xiao)的(de)焊(han)接(jie)(jie)熱輸入量。在不影響焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量的(de)前(qian)提下,可加快不銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)(jie)冷卻速度(du),避免復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)在600~1000℃停留(liu)時間過(guo)長,而影響其(qi)耐蝕性(xing)。復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)縫表面,應(ying)(ying)盡可能(neng)與復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)表面保持平整、光順(shun)。對(dui)接(jie)(jie)焊(han)縫余高,應(ying)(ying)不大于1.5mm。角接(jie)(jie)焊(han)縫的(de)凹凸度(du)及焊(han)腳高度(du),應(ying)(ying)符合(he)設計圖樣的(de)規定。


  不(bu)銹鋼(gang)復合中(zhong)厚鋼(gang)板的搭接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭和角(jiao)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭形式如圖5-18和圖5-19所示。在待(dai)(dai)焊區(qu)中(zhong)碳鋼(gang)和不(bu)銹鋼(gang)的共(gong)存部位(wei),要(yao)選用過渡層的焊接(jie)(jie)材料(liao)(liao)。待(dai)(dai)焊處都(dou)是碳鋼(gang)時,可以(yi)按基層所選用的焊接(jie)(jie)材料(liao)(liao)進行施(shi)焊;同樣,待(dai)(dai)焊區(qu)都(dou)是不(bu)銹鋼(gang)材料(liao)(liao)時,理(li)應選用復層的焊接(jie)(jie)材料(liao)(liao),但考慮到焊接(jie)(jie)熔池的深度,可能將基層熔化,此時第一層焊縫仍(reng)要(yao)選用過渡層的焊接(jie)(jie)材料(liao)(liao),切不(bu)可忽視。





五、注意事項


  1. 焊接前(qian)若發現(xian)不(bu)銹鋼(gang)復合中厚鋼(gang)板(ban)有分(fen)層情況(kuang),不(bu)允許進行焊接(jie)。如果(guo)在焊接(jie)坡口邊緣(yuan)有分(fen)層,會導(dao)致鋼(gang)板(ban)復層和(he)基層之間焊合不(bu)良(liang)。此時一(yi)定要將不(bu)銹鋼(gang)復合中厚鋼(gang)板(ban)全部進行無(wu)損檢測(ce),若其分(fen)層范(fan)圍很(hen)小,可以(yi)徹(che)底(di)鏟除分(fen)層進行補焊(即堆焊),待修復后才能(neng)進行正式施焊。


  2. 基層一側和復層一側的待焊(han)處(chu),應分別使(shi)用(yong)專用(yong)砂輪和鋼絲刷等工具修(xiu)磨,基層側必須使(shi)用(yong)碳鋼鋼絲刷,而復層側必須使(shi)用(yong)不銹鋼的鋼絲刷。


  3. 對復(fu)層、基(ji)層和過(guo)渡(du)層所用(yong)的(de)三種焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料分(fen)別做(zuo)出明顯(xian)標記(ji),嚴格區分(fen),防止混淆。絕對禁止用(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)基(ji)層的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料焊(han)接(jie)(jie)(jie)過(guo)渡(du)層或(huo)焊(han)接(jie)(jie)(jie)復(fu)層;同樣,也要防止焊(han)接(jie)(jie)(jie)復(fu)層的(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料錯用(yong)在焊(han)接(jie)(jie)(jie)基(ji)層或(huo)過(guo)渡(du)層的(de)焊(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)層不銹(xiu)鋼(gang)焊(han)接后,仍要(yao)進行酸(suan)洗和鈍化(hua)處理(li)(li),或(huo)者(zhe)在復(fu)層焊(han)接接頭的局部區域(yu)進行酸(suan)洗,去除褐色氧(yang)化(hua)膜的化(hua)學處理(li)(li)。




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