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不锈钢复合板焊接技术要点

不锈钢复合板是由复层(不锈钢)和基层(碳钢、低合金钢等)复合轧制而成的双金属,由复层保证耐蚀性能,强度主要靠基层获得,这样可以节约大量不锈钢,具有良好的经济价值。不锈钢复合板由于具有良好的综合性能和价格优势,在石油化工、食品工业等不锈钢工程领域得到日益广泛的应用。不锈钢复合板焊接既不同于不锈钢,也不同于碳钢或低合金钢,而有其特点和难点。 

一、不锈钢复合板的焊接特点

从设计角度考虑,不锈钢复合板的基层主要是保证强度,复层主要是保证其耐蚀性能,中间增加的过渡层只是焊接工艺的需要。为了保证复合钢板不失去其原有的综合性能,需要对基层和复层分别焊接。除了基层和复层的焊接外,还有过渡层焊接的问题,这是不锈钢复合板焊接的主要特点。复层焊缝和基层焊缝之问,以及复层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝。基层和复层的过渡层焊接是不锈钢复合板焊接的关键。

二、不锈钢复合板焊接技术要点

1.焊接方法的选择

焊接不锈钢复合板时,基层大都采用焊条电弧焊。对于直径大、厚度大的不锈钢复合板产品,基层也可以采用埋弧焊。基层采用埋弧焊的优越性是多方面的:生产效率高、焊缝质量优、表面成形美观、劳动条件好、节省焊接材料和电能。过渡层和复层焊接,最常用的方法是焊条电弧焊。

2.焊接工艺评定

GBl50 1998《钢制压力容器》规定,凡是新材料、新焊接工艺均应进行焊接工艺评定。焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据,并在产品焊接之前完成。不锈钢复合板能否通过焊接工艺评定,是不锈钢复合板焊接的关键所在。目前,不锈钢复合板的焊接工艺评定应按照JB 4708~2000《钢制压力容器焊接工艺评定》附录A(标准的附录)“不锈钢复合钢焊接工艺评定”进行,并遵守该标准正文的有关规定。 

3.焊接材料的选择

不锈钢复合板的焊接材料按照JB/T 4709—2000《钢制压力容器焊接规程》正文和附录A(标准的附录)“不锈钢复合钢焊接规程”表A1推荐选用。

不锈钢复合板过渡层的焊接十分重要,过渡层焊接材料的选择也十分重要。焊接过渡层的目的,是为了补偿由于稀释所引起的合金元素(如铬、镍等)的降低,使复层焊缝的合金成分保持应有的水平。过渡层焊接时,基层结构钢的局部熔化使不锈钢焊缝合金成分稀释。同时,还有铬、镍合金元素的烧损问题。这样就会降低不锈钢焊缝中的铬、镍合金元素含量,增加不锈钢焊缝的含碳量,从而使不锈钢焊缝中容易形成硬而脆的马氏体组织,降低焊接接头的塑性、韧性和耐腐蚀性能。因此,在实际焊接生产中,为了补偿这些合金元素的损失,使过渡层的合金性能保持应有的水平,应该选用含Cr、Ni等合金元素量高和含碳量低的焊接材料,但也应考虑抗裂性,控制焊缝的稀释率。这样才能在正常的焊接参数下,得到双相组织的焊缝,避免产生大量马氏体组织和焊接冷裂纹。在不锈钢复合板过渡层焊接中,不仅存在着合金元素的稀释和烧损,而且还有组织和性质上的变化。因此,从保证过渡区的安全性出发,采用奥307、奥312型焊条是比较恰当的。