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、焊接材料的選擇(ze)


不銹(xiu)鋼復合中厚鋼板的(de)焊(han)縫由過渡(du)層(又稱隔離層)、基(ji)層和(he)復層三(san)個(ge)部分(fen)組成,各自焊(han)接(jie)材料的(de)選擇如下:


 1. 過渡層(ceng)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。對于大厚度的不銹復合(he)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(ceng)的(de)焊接(jie)材料 


    選用與基(ji)層(ceng)碳鋼(gang)(gang)(gang)(或低合金結構鋼(gang)(gang)(gang))單獨焊(han)(han)接時相同(tong)的焊(han)(han)接材料,并(bing)以同(tong)樣的焊(han)(han)接工藝(yi)進行施焊(han)(han)。基(ji)層(ceng)施焊(han)(han)前原則上(shang)不進行預(yu)熱,焊(han)(han)后(hou)不進行消(xiao)除應力的回火(huo)處理。但是,對(dui)于厚度大、剛度大且基(ji)層(ceng)為低合金結構鋼(gang)(gang)(gang)的焊(han)(han)接構件,仍要(yao)(yao)進行預(yu)熱,焊(han)(han)后(hou)仍需要(yao)(yao)進行整體或局(ju)部回火(huo)熱處理來(lai)消(xiao)除焊(han)(han)接殘余應力。回火(huo)熱處理溫度不宜(yi)過高,一般控制在(zai)400℃,以免影響復層(ceng)不銹鋼(gang)(gang)(gang)的耐蝕(shi)性。


 3. 復層(ceng)焊接材料的(de)選用 


    原則上(shang)與單獨焊(han)(han)接(jie)不銹鋼(gang)(gang)時的(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料相同(tong),焊(han)(han)接(jie)工(gong)藝(yi)也相同(tong)。不銹鋼(gang)(gang)復合中厚鋼(gang)(gang)板的(de)焊(han)(han)接(jie)方(fang)法和所選用的(de)焊(han)(han)接(jie)材(cai)料見表5-33(摘自GB/T 13148-2008)。


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    全國壓(ya)力(li)容器標準化技術(shu)委員會(hui)推薦(jian)《GB/T 985.2-2008復(fu)合鋼的推薦(jian)坡口》在壓(ya)力(li)容器及受壓(ya)元件使用,見表5-34~表5-37。



    焊(han)接坡口(kou)一般采用(yong)機械(xie)加(jia)工方(fang)法制成(cheng)。若(ruo)采用(yong)等離子弧(hu)切割、氣(qi)割等方(fang)法加(jia)工坡口(kou),則應除去坡口(kou)表面(mian)的氧化層和過熱層。



二(er)、焊接(jie)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GB/T 13148-2008)所示。


 




三、裝配與定位焊(han)


  不銹(xiu)鋼復合中(zhong)厚鋼板在(zai)組裝以(yi)前,應(ying)采用機(ji)械(xie)方法及有機(ji)溶劑(如丙酮、酒精、香(xiang)蕉水(shui)等)清除焊(han)(han)絲表面和焊(han)(han)接(jie)坡口(kou)兩側不小(xiao)于20mm范圍內的油污、銹(xiu)跡(ji)、金屬(shu)屑、氧化(hua)膜及其他(ta)污物。多層(ceng)多道(dao)焊(han)(han)時,應(ying)清除每(mei)道(dao)焊(han)(han)縫表面的熔渣(zha)和缺(que)陷(xian)等。


  裝(zhuang)配時,厚(hou)度(du)(du)(du)相同(tong)(tong)(基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)和復(fu)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)均相同(tong)(tong))的(de)不(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中厚(hou)鋼(gang)板(ban),應以復(fu)層(ceng)(ceng)表面(mian)為(wei)基(ji)(ji)準,其錯(cuo)邊量不(bu)應大于復(fu)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)的(de)1/2,且(qie)不(bu)應大于2mm。厚(hou)度(du)(du)(du)不(bu)同(tong)(tong)(復(fu)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)不(bu)同(tong)(tong)或基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)厚(hou)度(du)(du)(du)不(bu)同(tong)(tong),或兩者(zhe)均不(bu)同(tong)(tong))的(de)不(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中厚(hou)鋼(gang)板(ban)的(de)裝(zhuang)配基(ji)(ji)準,按設計圖樣的(de)規定執行。


  定(ding)位(wei)(wei)焊(han)一定(ding)要在基層上進行(xing),所(suo)選用的(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao)與焊(han)接基層時(shi)(shi)的(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao)相(xiang)同,不允許(xu)用復層的(de)(de)焊(han)接材(cai)料(liao)在基層上進行(xing)定(ding)位(wei)(wei)焊(han)。定(ding)位(wei)(wei)焊(han)的(de)(de)長度和間距,可根據焊(han)件的(de)(de)具體情(qing)況具體確定(ding)。發現定(ding)位(wei)(wei)焊(han)縫出(chu)現裂紋或其他不允許(xu)存在的(de)(de)缺陷(xian)時(shi)(shi),應予以鏟(chan)除(chu),并(bing)移位(wei)(wei)再焊(han)。



四、焊接順序


  焊接(jie)時,宜先焊基(ji)層(ceng)(ceng),經(jing)清根(gen)及規定的質(zhi)量(liang)檢驗項目(mu)合格后,再焊過渡(du)(du)層(ceng)(ceng),最(zui)后焊復(fu)層(ceng)(ceng)。若(ruo)不能按此方(fang)案執行(xing)時,也(ye)可先焊復(fu)層(ceng)(ceng),再焊過渡(du)(du)層(ceng)(ceng),最(zui)后焊基(ji)層(ceng)(ceng);但在這(zhe)種情況下,基(ji)層(ceng)(ceng)的焊接(jie),宜用(yong)性能不低于過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)焊接(jie)的奧氏(shi)體焊條或焊絲。


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 1. 基層的(de)焊接 


    焊(han)(han)(han)接(jie)基(ji)層(ceng)(ceng)時,其焊(han)(han)(han)道不(bu)應觸及和熔化復(fu)層(ceng)(ceng),先(xian)(xian)焊(han)(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng)時,其焊(han)(han)(han)道根部(bu)或表(biao)面,應距復(fu)合(he)(he)界(jie)面1~2mm。是(shi)否采取預熱措施,視基(ji)層(ceng)(ceng)厚(hou)度、鋼種及結構等(deng)因素(su)而定。對接(jie)焊(han)(han)(han)縫(feng)的(de)順序如圖5-17a、b所示,先(xian)(xian)將開好(hao)坡口的(de)不(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合(he)(he)中厚(hou)鋼板裝(zhuang)配(pei)好(hao),首先(xian)(xian)焊(han)(han)(han)接(jie)基(ji)層(ceng)(ceng)碳(tan)鋼(或低(di)合(he)(he)金結構鋼)。基(ji)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)接(jie)完畢后要對其焊(han)(han)(han)縫(feng)進行檢查(cha)(包括焊(han)(han)(han)縫(feng)表(biao)面和焊(han)(han)(han)縫(feng)內部(bu)質(zhi)量),確(que)認焊(han)(han)(han)縫(feng)質(zhi)量(特別是(shi)焊(han)(han)(han)縫(feng)內部(bu)質(zhi)量)達(da)到合(he)(he)格標(biao)準后,才能做焊(han)(han)(han)接(jie)過渡層(ceng)(ceng)的(de)準備工作。


 2. 過渡層(ceng)的焊接 


    如圖5-17c所示,在復(fu)層不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)一側進(jin)行鏟削,并將(jiang)待焊(han)(han)(han)根部(bu)制成圓弧形。為了防止未焊(han)(han)(han)透,鏟削要(yao)進(jin)行到暴露出基層碳鋼(gang)(gang)為止,并打磨干凈。焊(han)(han)(han)接過(guo)渡(du)層時(shi)(見圖5-17d),其焊(han)(han)(han)縫(feng)要(yao)穩(wen)定地熔化復(fu)層不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)板(ban)的一定厚(hou)度(du),才能起到隔離作用(yong)。施焊(han)(han)(han)時(shi),應采(cai)用(yong)較小(xiao)直(zhi)徑的焊(han)(han)(han)條或焊(han)(han)(han)絲及較小(xiao)的焊(han)(han)(han)接線能量(liang)。過(guo)渡(du)層的厚(hou)度(du)不(bu)小(xiao)于(yu)2mm。過(guo)渡(du)層焊(han)(han)(han)縫(feng)經(jing)檢查合格(ge)后(hou),才能對復(fu)層進(jin)行施焊(han)(han)(han)。


 3. 復層(ceng)的焊接(jie) 


    焊(han)接(jie)復(fu)(fu)層(ceng)時(shi)(見圖5-17e),道間溫度(du)應不(bu)高于(yu)100℃,并盡(jin)可能(neng)采用較(jiao)小的(de)焊(han)接(jie)熱輸(shu)入量。在不(bu)影響焊(han)接(jie)接(jie)頭質(zhi)量的(de)前(qian)提下,可加快不(bu)銹(xiu)鋼焊(han)接(jie)冷卻速度(du),避免復(fu)(fu)層(ceng)在600~1000℃停留時(shi)間過(guo)長,而影響其(qi)耐蝕(shi)性。復(fu)(fu)層(ceng)焊(han)縫表(biao)面(mian),應盡(jin)可能(neng)與復(fu)(fu)層(ceng)表(biao)面(mian)保(bao)持(chi)平整、光(guang)順。對接(jie)焊(han)縫余高,應不(bu)大于(yu)1.5mm。角接(jie)焊(han)縫的(de)凹凸(tu)度(du)及(ji)焊(han)腳(jiao)高度(du),應符合設計圖樣(yang)的(de)規定。


  不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)復合中(zhong)厚鋼(gang)(gang)板(ban)的(de)搭接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭和角接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭形式(shi)如(ru)圖5-18和圖5-19所示。在待焊(han)(han)(han)區中(zhong)碳(tan)鋼(gang)(gang)和不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)共存部(bu)位(wei),要選(xuan)用(yong)過渡層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料。待焊(han)(han)(han)處都(dou)是碳(tan)鋼(gang)(gang)時(shi),可(ke)以(yi)按基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)所選(xuan)用(yong)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料進行施焊(han)(han)(han);同樣,待焊(han)(han)(han)區都(dou)是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)料時(shi),理應(ying)選(xuan)用(yong)復層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料,但考(kao)慮到焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)熔(rong)池的(de)深度,可(ke)能將(jiang)基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)熔(rong)化,此時(shi)第一層(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)縫仍要選(xuan)用(yong)過渡層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)(han)接(jie)(jie)材(cai)料,切不(bu)可(ke)忽(hu)視。





五、注(zhu)意(yi)事項


  1. 焊接前若(ruo)發現不銹鋼復合中厚鋼板有分層(ceng)(ceng)情況,不允(yun)許進行(xing)焊(han)(han)(han)接。如果在焊(han)(han)(han)接坡(po)口邊緣有分層(ceng)(ceng),會導致鋼板復層(ceng)(ceng)和基層(ceng)(ceng)之間焊(han)(han)(han)合不良。此時一(yi)定要將(jiang)不銹鋼復合中厚鋼板全(quan)部(bu)進行(xing)無損檢測(ce),若(ruo)其(qi)分層(ceng)(ceng)范圍很小,可以徹底鏟除(chu)分層(ceng)(ceng)進行(xing)補焊(han)(han)(han)(即堆焊(han)(han)(han)),待修復后才能進行(xing)正(zheng)式施焊(han)(han)(han)。


  2. 基層(ceng)一(yi)(yi)側(ce)(ce)和(he)復層(ceng)一(yi)(yi)側(ce)(ce)的待焊(han)處,應分別使用(yong)專用(yong)砂輪和(he)鋼(gang)(gang)絲刷等工具(ju)修磨,基層(ceng)側(ce)(ce)必須使用(yong)碳(tan)鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)絲刷,而復層(ceng)側(ce)(ce)必須使用(yong)不銹鋼(gang)(gang)的鋼(gang)(gang)絲刷。


  3. 對復(fu)層(ceng)(ceng)、基層(ceng)(ceng)和過(guo)渡層(ceng)(ceng)所用的(de)三種焊(han)接(jie)(jie)材料分別(bie)做出明顯標記(ji),嚴格(ge)區(qu)分,防止混淆。絕對禁止用焊(han)接(jie)(jie)基層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)接(jie)(jie)材料焊(han)接(jie)(jie)過(guo)渡層(ceng)(ceng)或焊(han)接(jie)(jie)復(fu)層(ceng)(ceng);同樣,也(ye)要防止焊(han)接(jie)(jie)復(fu)層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)接(jie)(jie)材料錯(cuo)用在(zai)焊(han)接(jie)(jie)基層(ceng)(ceng)或過(guo)渡層(ceng)(ceng)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)層不銹鋼(gang)焊接(jie)后,仍要(yao)進(jin)行酸洗和(he)鈍(dun)化(hua)處理,或者(zhe)在(zai)復(fu)層焊接(jie)接(jie)頭(tou)的局部(bu)區(qu)域進(jin)行酸洗,去(qu)除褐色氧化(hua)膜的化(hua)學處理。




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