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(bu)銹(xiu)鋼復合中厚(hou)鋼板的(de)焊(han)(han)縫(feng)由過渡層(又稱隔離層)、基層和復層三個部分組成(cheng),各自焊(han)(han)接(jie)材料的(de)選擇如下:


 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(ji)層的(de)焊接材(cai)料 


    選用與基(ji)層碳鋼(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(cai)料(liao),并以同樣的(de)焊(han)(han)(han)接工藝進(jin)(jin)行施(shi)焊(han)(han)(han)。基(ji)層施(shi)焊(han)(han)(han)前(qian)原則上不進(jin)(jin)行預熱(re)(re)(re),焊(han)(han)(han)后不進(jin)(jin)行消除應(ying)力的(de)回(hui)(hui)火處(chu)理(li)。但是(shi),對于厚(hou)度大、剛度大且基(ji)層為低合金(jin)結構鋼(gang)的(de)焊(han)(han)(han)接構件,仍要進(jin)(jin)行預熱(re)(re)(re),焊(han)(han)(han)后仍需要進(jin)(jin)行整體或局部回(hui)(hui)火熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)來消除焊(han)(han)(han)接殘余(yu)應(ying)力。回(hui)(hui)火熱(re)(re)(re)處(chu)理(li)溫度不宜過高,一般控制在400℃,以免(mian)影響(xiang)復層不銹(xiu)鋼(gang)的(de)耐(nai)蝕性。


 3. 復層(ceng)焊接材料(liao)的選(xuan)用 


    原則上與單(dan)獨焊(han)(han)接不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)時的焊(han)(han)接材(cai)料(liao)相同,焊(han)(han)接工藝也相同。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)復合(he)中厚鋼(gang)(gang)(gang)板的焊(han)(han)接方法和所選用的焊(han)(han)接材(cai)料(liao)見(jian)表5-33(摘自(zi)GB/T 13148-2008)。


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    全(quan)國壓(ya)力容器標準化技術委員會推薦《GB/T 985.2-2008復合鋼的推薦坡口》在壓(ya)力容器及受壓(ya)元件使用,見表5-34~表5-37。



    焊(han)接坡口一(yi)般采(cai)用機械(xie)加(jia)工(gong)方法(fa)制(zhi)成。若采(cai)用等離子弧切割(ge)、氣割(ge)等方法(fa)加(jia)工(gong)坡口,則應除去坡口表面的氧化層(ceng)和過熱層(ceng)。



二、焊(han)接坡口(kou)


  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


  不銹鋼(gang)復(fu)合(he)中厚(hou)鋼(gang)板在組裝(zhuang)以前,應采用機械方法及有機溶劑(如(ru)丙(bing)酮(tong)、酒精(jing)、香蕉水等)清除焊(han)絲表(biao)面和焊(han)接坡(po)口兩(liang)側(ce)不小于20mm范圍內(nei)的(de)油污、銹跡、金屬屑、氧(yang)化膜(mo)及其他污物(wu)。多(duo)層多(duo)道焊(han)時,應清除每道焊(han)縫表(biao)面的(de)熔(rong)渣和缺陷等。


  裝配時,厚度(du)(du)相(xiang)同(tong)(tong)(tong)(基(ji)層(ceng)(ceng)和復(fu)層(ceng)(ceng)厚度(du)(du)均相(xiang)同(tong)(tong)(tong))的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼復(fu)合中厚鋼板,應以(yi)復(fu)層(ceng)(ceng)表面為基(ji)準(zhun)(zhun),其(qi)錯邊量不(bu)(bu)應大于復(fu)層(ceng)(ceng)厚度(du)(du)的(de)(de)(de)1/2,且不(bu)(bu)應大于2mm。厚度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)(復(fu)層(ceng)(ceng)厚度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong)或(huo)基(ji)層(ceng)(ceng)厚度(du)(du)不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong),或(huo)兩者均不(bu)(bu)同(tong)(tong)(tong))的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹鋼復(fu)合中厚鋼板的(de)(de)(de)裝配基(ji)準(zhun)(zhun),按設計圖樣的(de)(de)(de)規定執行。


  定(ding)位(wei)焊(han)(han)一(yi)定(ding)要在(zai)基(ji)層上進(jin)行,所選用的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)與焊(han)(han)接(jie)基(ji)層時(shi)的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)相同,不允(yun)許(xu)用復層的焊(han)(han)接(jie)材(cai)料(liao)在(zai)基(ji)層上進(jin)行定(ding)位(wei)焊(han)(han)。定(ding)位(wei)焊(han)(han)的長度和間距,可(ke)根據焊(han)(han)件(jian)的具體情況具體確定(ding)。發(fa)現定(ding)位(wei)焊(han)(han)縫(feng)出(chu)現裂紋或其他不允(yun)許(xu)存在(zai)的缺陷(xian)時(shi),應(ying)予以鏟除,并移位(wei)再(zai)焊(han)(han)。



四、焊接順序


  焊(han)(han)接時,宜先焊(han)(han)基層(ceng),經清根及(ji)規定的質量檢驗(yan)項目合格后(hou)(hou),再焊(han)(han)過渡(du)層(ceng),最后(hou)(hou)焊(han)(han)復層(ceng)。若不能按(an)此方案執行時,也可先焊(han)(han)復層(ceng),再焊(han)(han)過渡(du)層(ceng),最后(hou)(hou)焊(han)(han)基層(ceng);但(dan)在這種情(qing)況下,基層(ceng)的焊(han)(han)接,宜用性能不低于過渡(du)層(ceng)焊(han)(han)接的奧氏體焊(han)(han)條(tiao)或焊(han)(han)絲。


圖 17.jpg


 1. 基層(ceng)的焊(han)接(jie) 


    焊(han)接(jie)(jie)基(ji)層(ceng)時,其(qi)焊(han)道(dao)不應觸及和熔(rong)化復層(ceng),先(xian)焊(han)基(ji)層(ceng)時,其(qi)焊(han)道(dao)根部(bu)或(huo)表面(mian),應距復合界面(mian)1~2mm。是否采取預(yu)熱措(cuo)施(shi),視基(ji)層(ceng)厚度(du)、鋼種及結構等因素而(er)定。對接(jie)(jie)焊(han)縫(feng)(feng)的順(shun)序如圖5-17a、b所示,先(xian)將開好(hao)坡口的不銹鋼復合中厚鋼板裝(zhuang)配(pei)好(hao),首先(xian)焊(han)接(jie)(jie)基(ji)層(ceng)碳鋼(或(huo)低合金結構鋼)。基(ji)層(ceng)焊(han)接(jie)(jie)完畢后要對其(qi)焊(han)縫(feng)(feng)進行檢(jian)查(包括(kuo)焊(han)縫(feng)(feng)表面(mian)和焊(han)縫(feng)(feng)內(nei)部(bu)質(zhi)量),確(que)認焊(han)縫(feng)(feng)質(zhi)量(特別(bie)是焊(han)縫(feng)(feng)內(nei)部(bu)質(zhi)量)達到合格標準后,才能做焊(han)接(jie)(jie)過渡(du)層(ceng)的準備(bei)工作。


 2. 過渡層的(de)焊接(jie) 


    如圖(tu)5-17c所示,在復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼(gang)板一側進(jin)行鏟削,并(bing)將待(dai)焊(han)根部(bu)制(zhi)成圓弧形。為(wei)(wei)了防止未焊(han)透(tou),鏟削要進(jin)行到(dao)暴露出基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)碳鋼(gang)為(wei)(wei)止,并(bing)打磨干凈。焊(han)接(jie)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)時(見圖(tu)5-17d),其焊(han)縫要穩定(ding)地熔化復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)銹鋼(gang)板的(de)一定(ding)厚(hou)度,才(cai)能起到(dao)隔離(li)作用。施焊(han)時,應(ying)采用較小(xiao)(xiao)直徑(jing)的(de)焊(han)條或焊(han)絲(si)及較小(xiao)(xiao)的(de)焊(han)接(jie)線能量(liang)。過渡層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)厚(hou)度不(bu)小(xiao)(xiao)于(yu)2mm。過渡層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)縫經檢查合(he)格后,才(cai)能對復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)進(jin)行施焊(han)。


 3. 復層的焊(han)接(jie) 


    焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)復層時(shi)(見圖(tu)5-17e),道(dao)間(jian)溫度(du)(du)應(ying)(ying)不高于(yu)100℃,并盡可能采用(yong)較小的(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)熱(re)輸入(ru)量。在(zai)不影響焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量的(de)(de)前提(ti)下,可加快(kuai)不銹鋼焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)冷卻(que)速度(du)(du),避免復層在(zai)600~1000℃停留(liu)時(shi)間(jian)過長,而影響其耐蝕(shi)性。復層焊(han)(han)(han)(han)縫表面(mian),應(ying)(ying)盡可能與復層表面(mian)保持平整、光(guang)順。對接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫余(yu)高,應(ying)(ying)不大于(yu)1.5mm。角接(jie)(jie)焊(han)(han)(han)(han)縫的(de)(de)凹凸度(du)(du)及焊(han)(han)(han)(han)腳(jiao)高度(du)(du),應(ying)(ying)符合設計圖(tu)樣的(de)(de)規定(ding)。


  不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)復合中(zhong)厚鋼(gang)(gang)板的搭接(jie)接(jie)頭(tou)和角接(jie)接(jie)頭(tou)形式(shi)如圖(tu)5-18和圖(tu)5-19所示。在待(dai)焊(han)(han)區中(zhong)碳鋼(gang)(gang)和不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的共存部位,要選(xuan)用(yong)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)的焊(han)(han)接(jie)材料。待(dai)焊(han)(han)處都(dou)是碳鋼(gang)(gang)時(shi),可(ke)以按(an)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)所選(xuan)用(yong)的焊(han)(han)接(jie)材料進行(xing)施焊(han)(han);同樣,待(dai)焊(han)(han)區都(dou)是不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)材料時(shi),理應選(xuan)用(yong)復層(ceng)(ceng)(ceng)的焊(han)(han)接(jie)材料,但考慮到焊(han)(han)接(jie)熔池的深度,可(ke)能將基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)熔化,此時(shi)第一層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)縫仍要選(xuan)用(yong)過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)的焊(han)(han)接(jie)材料,切不(bu)(bu)可(ke)忽視(shi)。





五(wu)、注意事(shi)項


  1. 焊接前若發現(xian)不(bu)(bu)(bu)銹鋼復(fu)合(he)中(zhong)厚鋼板有分(fen)層(ceng)情況(kuang),不(bu)(bu)(bu)允(yun)許進(jin)行焊(han)(han)接。如(ru)果在焊(han)(han)接坡口(kou)邊(bian)緣(yuan)有分(fen)層(ceng),會導致鋼板復(fu)層(ceng)和基層(ceng)之間焊(han)(han)合(he)不(bu)(bu)(bu)良。此(ci)時一定要將不(bu)(bu)(bu)銹鋼復(fu)合(he)中(zhong)厚鋼板全(quan)部進(jin)行無損檢測,若其分(fen)層(ceng)范圍很(hen)小,可以徹底鏟除分(fen)層(ceng)進(jin)行補焊(han)(han)(即堆焊(han)(han)),待(dai)修復(fu)后才能進(jin)行正式施(shi)焊(han)(han)。


  2. 基層一側和(he)復(fu)層一側的待焊處,應分別使(shi)(shi)用(yong)專用(yong)砂輪和(he)鋼(gang)絲(si)刷等(deng)工(gong)具修(xiu)磨,基層側必須使(shi)(shi)用(yong)碳(tan)鋼(gang)鋼(gang)絲(si)刷,而復(fu)層側必須使(shi)(shi)用(yong)不銹鋼(gang)的鋼(gang)絲(si)刷。


  3. 對復層(ceng)(ceng)、基(ji)層(ceng)(ceng)和過渡(du)層(ceng)(ceng)所用(yong)的三種焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料分別做出明顯標記,嚴格區分,防(fang)止(zhi)混淆。絕對禁止(zhi)用(yong)焊(han)接(jie)(jie)(jie)基(ji)層(ceng)(ceng)的焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料焊(han)接(jie)(jie)(jie)過渡(du)層(ceng)(ceng)或焊(han)接(jie)(jie)(jie)復層(ceng)(ceng);同樣,也要防(fang)止(zhi)焊(han)接(jie)(jie)(jie)復層(ceng)(ceng)的焊(han)接(jie)(jie)(jie)材料錯用(yong)在焊(han)接(jie)(jie)(jie)基(ji)層(ceng)(ceng)或過渡(du)層(ceng)(ceng)的焊(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. 復層不銹鋼焊接后,仍要進(jin)行(xing)酸(suan)洗和鈍化處理,或者在復層焊接接頭(tou)的局部區域進(jin)行(xing)酸(suan)洗,去除褐色氧化膜的化學(xue)處理。




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