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(de)選擇
不銹鋼(gang)復合中厚鋼(gang)板(ban)的焊縫由(you)過渡層(又(you)稱隔(ge)離(li)層)、基層和復層三個部(bu)分組成(cheng),各自(zi)焊接材料的選擇如(ru)下:
1. 過(guo)渡層(ceng)所選用的焊接(jie)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
選用與基層(ceng)碳鋼(或(huo)低合(he)金結(jie)構鋼)單獨焊接(jie)時相(xiang)同(tong)的焊接(jie)材(cai)料,并(bing)以(yi)同(tong)樣的焊接(jie)工藝進行(xing)(xing)施(shi)焊。基層(ceng)施(shi)焊前原(yuan)則(ze)上不(bu)進行(xing)(xing)預(yu)(yu)熱(re),焊后不(bu)進行(xing)(xing)消(xiao)除應力的回火處理(li)。但是(shi),對于厚度大、剛度大且(qie)基層(ceng)為低合(he)金結(jie)構鋼的焊接(jie)構件,仍(reng)要(yao)進行(xing)(xing)預(yu)(yu)熱(re),焊后仍(reng)需要(yao)進行(xing)(xing)整體或(huo)局(ju)部回火熱(re)處理(li)來消(xiao)除焊接(jie)殘(can)余應力。回火熱(re)處理(li)溫度不(bu)宜過高,一般控制在400℃,以(yi)免影響復層(ceng)不(bu)銹鋼的耐蝕(shi)性。
3. 復層焊接材料的選(xuan)用
原(yuan)則上與(yu)單獨(du)焊接(jie)(jie)不(bu)銹鋼(gang)時的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)料相同(tong),焊接(jie)(jie)工藝也相同(tong)。不(bu)銹鋼(gang)復合中厚鋼(gang)板的(de)焊接(jie)(jie)方法和所選用(yong)的(de)焊接(jie)(jie)材(cai)料見表(biao)5-33(摘自GB/T 13148-2008)。

全國壓力容(rong)器標準(zhun)化技術(shu)委員會推(tui)薦《GB/T 985.2-2008復(fu)合鋼的(de)推(tui)薦坡口》在壓力容(rong)器及受壓元件使用(yong),見表5-34~表5-37。




焊接(jie)坡口(kou)一般采(cai)用(yong)機械加工(gong)方(fang)法制成。若采(cai)用(yong)等離子弧切(qie)割、氣割等方(fang)法加工(gong)坡口(kou),則(ze)應除去坡口(kou)表面的氧化層和過熱層。
二、焊(han)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、裝配與定位(wei)焊
不(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合中厚鋼板在組裝以前,應采用機械方法及(ji)有機溶劑(如丙(bing)酮、酒精(jing)、香蕉(jiao)水等)清除(chu)焊(han)絲表面和焊(han)接坡口(kou)兩(liang)側不(bu)小于(yu)20mm范圍(wei)內的油污、銹(xiu)跡、金屬(shu)屑、氧化膜(mo)及(ji)其他污物。多(duo)層(ceng)多(duo)道焊(han)時,應清除(chu)每道焊(han)縫表面的熔渣和缺(que)陷等。
裝(zhuang)配時(shi),厚(hou)(hou)度(du)相同(基(ji)層和復(fu)層厚(hou)(hou)度(du)均相同)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中(zhong)(zhong)厚(hou)(hou)鋼(gang)板(ban),應(ying)以復(fu)層表面為基(ji)準,其錯邊量不(bu)(bu)(bu)應(ying)大于(yu)復(fu)層厚(hou)(hou)度(du)的(de)1/2,且不(bu)(bu)(bu)應(ying)大于(yu)2mm。厚(hou)(hou)度(du)不(bu)(bu)(bu)同(復(fu)層厚(hou)(hou)度(du)不(bu)(bu)(bu)同或(huo)基(ji)層厚(hou)(hou)度(du)不(bu)(bu)(bu)同,或(huo)兩者均不(bu)(bu)(bu)同)的(de)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中(zhong)(zhong)厚(hou)(hou)鋼(gang)板(ban)的(de)裝(zhuang)配基(ji)準,按設計(ji)圖樣(yang)的(de)規定執行。
定(ding)位(wei)焊(han)(han)一定(ding)要在(zai)基(ji)(ji)層(ceng)上進行,所選用的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)與焊(han)(han)接(jie)基(ji)(ji)層(ceng)時(shi)的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)相同,不允(yun)許用復層(ceng)的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)在(zai)基(ji)(ji)層(ceng)上進行定(ding)位(wei)焊(han)(han)。定(ding)位(wei)焊(han)(han)的長度和間距,可根據焊(han)(han)件(jian)的具體情(qing)況具體確定(ding)。發現定(ding)位(wei)焊(han)(han)縫(feng)出(chu)現裂紋(wen)或其他不允(yun)許存在(zai)的缺陷時(shi),應予(yu)以鏟除,并(bing)移(yi)位(wei)再(zai)焊(han)(han)。
四、焊接(jie)順序
焊(han)(han)接時,宜(yi)(yi)先焊(han)(han)基(ji)層(ceng),經清根及(ji)規定的(de)質量檢(jian)驗項(xiang)目合格后,再(zai)焊(han)(han)過(guo)渡(du)層(ceng),最后焊(han)(han)復層(ceng)。若不(bu)能(neng)(neng)按此(ci)方案執行時,也可先焊(han)(han)復層(ceng),再(zai)焊(han)(han)過(guo)渡(du)層(ceng),最后焊(han)(han)基(ji)層(ceng);但在(zai)這種情況下,基(ji)層(ceng)的(de)焊(han)(han)接,宜(yi)(yi)用性能(neng)(neng)不(bu)低于過(guo)渡(du)層(ceng)焊(han)(han)接的(de)奧氏體(ti)焊(han)(han)條或焊(han)(han)絲。

1. 基層的焊接(jie)
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)基層(ceng)時,其(qi)焊(han)(han)(han)(han)道不應(ying)觸(chu)及和熔(rong)化(hua)復層(ceng),先焊(han)(han)(han)(han)基層(ceng)時,其(qi)焊(han)(han)(han)(han)道根(gen)部或表(biao)面,應(ying)距復合界(jie)面1~2mm。是否采取預熱措施,視(shi)基層(ceng)厚度、鋼(gang)(gang)種及結構(gou)等因素而定(ding)。對接(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)的(de)順(shun)序如圖5-17a、b所示,先將開好(hao)坡口的(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)復合中(zhong)厚鋼(gang)(gang)板(ban)裝配好(hao),首先焊(han)(han)(han)(han)接(jie)基層(ceng)碳鋼(gang)(gang)(或低合金結構(gou)鋼(gang)(gang))。基層(ceng)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)完(wan)畢后要(yao)對其(qi)焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)進行(xing)檢查(cha)(包括焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)表(biao)面和焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)內(nei)部質(zhi)(zhi)量(liang)),確認焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)質(zhi)(zhi)量(liang)(特別(bie)是焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)內(nei)部質(zhi)(zhi)量(liang))達到合格標(biao)準后,才能做(zuo)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過渡層(ceng)的(de)準備工作(zuo)。
2. 過渡層的焊(han)接
如圖(tu)5-17c所示,在復層(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹(xiu)鋼板(ban)一側進(jin)行(xing)(xing)鏟(chan)削(xue),并將(jiang)待焊根(gen)部(bu)制成圓弧形(xing)。為了防止(zhi)未焊透,鏟(chan)削(xue)要(yao)進(jin)行(xing)(xing)到暴露出(chu)基層(ceng)(ceng)(ceng)碳鋼為止(zhi),并打磨干凈。焊接過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)時(見圖(tu)5-17d),其焊縫要(yao)穩定地熔(rong)化(hua)復層(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹(xiu)鋼板(ban)的一定厚度(du),才能(neng)起到隔離(li)作用。施焊時,應采用較小(xiao)直(zhi)徑的焊條或焊絲及較小(xiao)的焊接線能(neng)量。過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)的厚度(du)不(bu)小(xiao)于(yu)2mm。過渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)焊縫經檢查合格后,才能(neng)對復層(ceng)(ceng)(ceng)進(jin)行(xing)(xing)施焊。
3. 復層的焊(han)接(jie)
焊(han)接(jie)復層時(見(jian)圖(tu)5-17e),道間溫(wen)度(du)(du)應(ying)(ying)不(bu)高(gao)于100℃,并盡(jin)可能采用(yong)較小的焊(han)接(jie)熱輸(shu)入量。在不(bu)影響焊(han)接(jie)接(jie)頭質量的前提下,可加快(kuai)不(bu)銹鋼焊(han)接(jie)冷卻速(su)度(du)(du),避(bi)免復層在600~1000℃停(ting)留時間過長,而(er)影響其耐蝕性。復層焊(han)縫表面,應(ying)(ying)盡(jin)可能與復層表面保持(chi)平(ping)整、光(guang)順(shun)。對接(jie)焊(han)縫余高(gao),應(ying)(ying)不(bu)大于1.5mm。角接(jie)焊(han)縫的凹凸度(du)(du)及焊(han)腳高(gao)度(du)(du),應(ying)(ying)符合(he)設計圖(tu)樣(yang)的規(gui)定(ding)。
不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)復合中厚(hou)鋼(gang)(gang)板的(de)搭接(jie)接(jie)頭(tou)和(he)(he)角接(jie)接(jie)頭(tou)形式如圖5-18和(he)(he)圖5-19所示。在待焊區中碳鋼(gang)(gang)和(he)(he)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)共存部位,要選(xuan)用(yong)過渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)(liao)。待焊處都是(shi)碳鋼(gang)(gang)時,可以按基(ji)層(ceng)(ceng)所選(xuan)用(yong)的(de)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)(liao)進行施焊;同樣,待焊區都是(shi)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)(liao)(liao)時,理(li)應選(xuan)用(yong)復層(ceng)(ceng)的(de)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)(liao),但考慮到(dao)焊接(jie)熔池的(de)深度,可能將(jiang)基(ji)層(ceng)(ceng)熔化,此時第一層(ceng)(ceng)焊縫仍(reng)要選(xuan)用(yong)過渡(du)層(ceng)(ceng)的(de)焊接(jie)材(cai)料(liao)(liao)(liao),切不(bu)(bu)可忽視。


五、注意事(shi)項
1. 焊接前若(ruo)發現不(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合(he)中厚鋼板(ban)有分(fen)(fen)層情況,不(bu)允許進行焊(han)接。如(ru)果在(zai)焊(han)接坡口邊緣(yuan)有分(fen)(fen)層,會導(dao)致(zhi)鋼板(ban)復(fu)層和基層之間焊(han)合(he)不(bu)良。此時一(yi)定要將不(bu)銹(xiu)鋼復(fu)合(he)中厚鋼板(ban)全部進行無損檢測,若(ruo)其分(fen)(fen)層范圍很小,可(ke)以徹底鏟除分(fen)(fen)層進行補焊(han)(即堆(dui)焊(han)),待修(xiu)復(fu)后(hou)才能進行正式施(shi)焊(han)。
2. 基(ji)層(ceng)一(yi)側和復層(ceng)一(yi)側的待焊處,應分別使(shi)(shi)用(yong)(yong)專用(yong)(yong)砂輪和鋼絲(si)刷等(deng)工具修磨(mo),基(ji)層(ceng)側必須(xu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)碳鋼鋼絲(si)刷,而復層(ceng)側必須(xu)使(shi)(shi)用(yong)(yong)不銹鋼的鋼絲(si)刷。
3. 對(dui)復層(ceng)(ceng)、基層(ceng)(ceng)和過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)所用的(de)三種焊(han)(han)接(jie)(jie)材料分(fen)別(bie)做出明(ming)顯標記,嚴格區分(fen),防止混(hun)淆。絕對(dui)禁(jin)止用焊(han)(han)接(jie)(jie)基層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料焊(han)(han)接(jie)(jie)過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)或焊(han)(han)接(jie)(jie)復層(ceng)(ceng);同樣,也要(yao)防止焊(han)(han)接(jie)(jie)復層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料錯用在焊(han)(han)接(jie)(jie)基層(ceng)(ceng)或過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)的(de)焊(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)層不銹鋼(gang)焊接(jie)后,仍(reng)要(yao)進行酸洗(xi)和鈍化(hua)處(chu)理,或者在復(fu)層焊接(jie)接(jie)頭的局(ju)部區域(yu)進行酸洗(xi),去除(chu)褐色(se)氧化(hua)膜的化(hua)學處(chu)理。

