復(fù)合板焊接工藝全

1、復(fù)合板焊接工藝全作者:日期:復(fù)合鋼的焊接石油、化工、航海和軍工生產(chǎn)中廣泛使用復(fù)合鋼制造各類耐腐蝕設(shè)備。目前應(yīng)用較多的 復(fù)合鋼是由較薄的不銹鋼與較厚的低合金鋼通過爆炸焊、軋制或堆焊等工藝方法制成的雙金 屬板材。較厚的珠光體鋼部分為基層，基層多半由低碳鋼或低合金鋼組成，主要滿足復(fù)合鋼在使 用中強(qiáng)度和剛度的要求。不銹鋼部分為復(fù)層，主要滿足復(fù)合鋼的耐蝕性等要求。隨著復(fù)合鋼 的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其焊接日益引起人們的關(guān)注。1. 復(fù)合鋼的基本性能1. 1復(fù)合鋼的力學(xué)性能生產(chǎn)中應(yīng)用較多的復(fù)合鋼板是以不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦合金板為復(fù)層，低碳鋼或低合金鋼為基層，以爆炸焊、復(fù)合軋制、堆焊或釬焊方法制成的雙金

2、屬板材。還可以采用 電渣焊生產(chǎn)大厚度（1001 5 0mm的軋制復(fù)合鋼。通常復(fù)層只占復(fù)合鋼板總厚度的 5% -50% 一般為10%-2 0%最小實用厚度為1. 5mrn復(fù)合鋼可以節(jié)約大量的不銹鋼或鈦等貴重金屬， 具有很大的經(jīng)濟(jì)價值。碳鋼與不銹鋼（或鎳基合金、鈦等）用復(fù)合軋制或爆炸焊方法形成的復(fù)合鋼板，要求具 有一定的拉伸、彎曲等力學(xué)性能。為了保證復(fù)合鋼板不失去原有的綜合性能，對基層和復(fù)層 必須分別進(jìn)行焊接，焊接性、焊接材料選擇、焊接工藝等由基層、復(fù)層材料決定。拉伸強(qiáng)度 復(fù)合鋼中的不銹鋼復(fù)層的力學(xué)性能比基層碳鋼優(yōu)良，抗接強(qiáng)度高于碳鋼。復(fù) 合鋼的拉伸強(qiáng)度（Tb、T S）可用下式求出。(T be 3

3、 c(T b d3 d(T b=3 e 3 d式中 T be3 C碳鋼的抗拉強(qiáng)度，MPa 碳鋼的厚度，mm;不銹鋼的抗拉強(qiáng)度，MP a;3 d不銹鋼的厚度,mm在實際設(shè)計中，美國在ASM標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：復(fù)合鋼的整體厚度按基層碳鋼的厚度進(jìn)行設(shè)計。 日本有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)通常也按這種規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。彎曲性能 測定復(fù)合鋼的彎曲性能時，可把不銹鋼復(fù)層放在外側(cè)，也可把碳鋼基層放在 外側(cè)進(jìn)行彎曲試驗。無論采取哪種方法，都必須根據(jù)處于外側(cè)材料的彎曲試驗規(guī)定進(jìn)行，目的 是為了判斷外側(cè)材料的性能。如果把不銹鋼放在外側(cè)進(jìn)行彎曲試驗，彎曲半徑按與復(fù)合鋼整體厚度相等的不銹鋼厚度 彎曲試驗所規(guī)定的半徑進(jìn)行彎曲， 彎曲時外側(cè)必須不產(chǎn)生裂

4、紋。在碳鋼為外側(cè)的彎曲試驗時， 應(yīng)按碳鋼整體厚度的規(guī)定進(jìn)行試驗。判斷復(fù)合鋼的彎曲性能時，把不銹鋼放在內(nèi)側(cè)，當(dāng)不銹鋼的厚度為4.9 -9. 5 m m時，半徑R可按復(fù)合鋼整體厚度的一半（R =3 / 2 ）進(jìn)行彎曲。當(dāng)不銹鋼厚度3 >9mm寸,彎曲半徑 R按等于復(fù)合鋼整體厚度（R=3）進(jìn)行彎曲。通常規(guī)定三個試樣中至少一個試樣不能在彎曲 處的兩端有超過50%的分離現(xiàn)象。碳鋼與不銹鋼爆炸焊時，由于工藝參數(shù)不當(dāng)，有時在接合面交界處能產(chǎn)生硬化的合金層， 當(dāng)進(jìn)行彎曲試驗時，這種合金層容易形成裂紋。因此，使用爆炸焊復(fù)合鋼制造承受彎曲載荷的 結(jié)構(gòu)時，必須選用沒有硬化合金層的爆炸焊復(fù)合鋼。1. 2不銹復(fù)合

5、鋼的種類與性能不銹復(fù)層鋼板是由較厚的珠光體鋼（基層）和較薄的不銹鋼（復(fù)層）復(fù)合軋制而成的雙金 屬板?；鶎佣酁樘间摶虻秃辖痄?，復(fù)層多為1CR 1 8 Ni9Ti、Cr18Ni12Mo2T i、Cr2 3 Ni 2 8 Mo3 Cu3Ti等奧氏體不銹鋼，主要滿足耐蝕性能等要求。不銹鋼復(fù)層通常是在容器里層，厚 度一般只點總厚度的1 0 %20%我國生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合鋼板種類和力學(xué)性能見表1。目前應(yīng)用較多的是奧氏體系復(fù)合鋼板和鐵素體系復(fù)合鋼板。不銹復(fù)合鋼冷軋薄板和鋼帶寬度90 0 120 0mn、長度2000 mm的允許偏差應(yīng)符合G B/T 70 8 - 198 8的規(guī)定。成卷交貨時鋼卷頭、尾厚度不正常

6、的長度分別 不超過6000mm。不銹復(fù)合冷軋薄鋼板的厚度允許偏差見表 2。不銹復(fù)合鋼板總厚度及其允許 偏差見表3。復(fù)合鋼（基層復(fù)層）規(guī)格/mmb/MP aS/MPa5/ %Tb/ MPa總厚度寬度長度Q2 35 1Cr18Ni 9 Ti(0Cr18Ni9Ti)-Q2 3 51 Cr18Ni12Mo2 Ti>3> 24> 2>(0Cr18Ni1 2 Mo2 Ti )7002150Q 2351 Cr13>>2> 2>37040215020 g 1 Cr18Ni9Ti (0Cr 18Ni 9T i)6，8, 1 0,12，1 4 ,> 20020

7、g 0 Cr18 N i 1 2Mo2Ti1000> 41>> 2>1 5 ,16,0(1Cr18Ni12 M o2Ti0g 0Cr 13>>> 25> 14102505 0>> 27>112CrMo 0Cr1 34100> 205 0>> 1Q235 1 C r 18N i9410> 205 0Q2 35 0 Cr1 8 N i1 2M o2Ti6, 8，10,Q23 51 Cr18Ni1 2M o2Ti1 2，14,2 0g 1 Cr 1 8 N i9T i1 5 , 1 6

8、,1400 4 0>1 6 Mn 1 Cr 18Ni 9Ti18，20,180000不低于基層鋼的力學(xué)性能1502 2,24,8 0 0016Mn 1Cr1 8Ni 12Mo2T i2 5 ,28,316Mn 0 Cr130表2不銹復(fù)合冷軋薄鋼板的厚度允許偏差公稱厚度/ mm復(fù)層厚度允許偏差/mm復(fù)合鋼板厚度允許偏差/mmA級精度B級精度0. 81 . 0± 0.07±0 .0 81.2± 0.08±0 .101 . 5不大于復(fù)層公稱± 0.10± 0. 1 22.0尺寸的± 10 %±0.12±0

9、 .142.5± 0.13± 0. 1 63. 0± 0.15± 0. 1 7注：不銹復(fù)合薄鋼板冷軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或類似的處理加工，最后獲得適當(dāng)?shù)燃?的表面粗糙度。表3不銹復(fù)合鋼板總厚度及其允許偏差復(fù)合鋼板總厚度/mm41011 1 516 2526 30316 0總厚度允許偏差± 9%± 8 %± 7%± 6%±5 %不銹復(fù)合鋼板表面的質(zhì)量特征如下。I級表面鋼板兩面允許有深度不大于鋼板厚度公差之半，且不使鋼板小于允許最小厚 度的一般的輕微麻點、輕微劃傷和輥印。n級表面鋼板表面允許有深度不大于鋼板厚度

10、公差之半，且不使鋼板小于允許最小厚 度的下列缺陷。正面：一般的輕微麻點、輕微劃傷、凹坑和輥印。反面：一般的輕微麻點、局部的深麻點、輕微劃傷、壓痕或凹坑。鋼板兩面超出上述范圍的缺陷允許用砂輪清除，清除深度正面不得大于鋼板復(fù)層厚度之半，反面不得大于鋼板公差。不銹復(fù)合鋼冷軋薄鋼板的力學(xué)性能應(yīng)符合基層材料相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 ，當(dāng)基層材料選用深 沖拉延鋼時，力學(xué)性能應(yīng)符合表 4的規(guī)定。在彎曲部分的外側(cè)允許產(chǎn)生裂紋，復(fù)合界面不允 許分層。表4不銹復(fù)合鋼冷軋薄鋼板的力學(xué)性能基層鋼號拉伸性能冷彎性能抗拉強(qiáng)度§ b/MPa屈服強(qiáng)度S s/MPa伸長率S 10/%彎曲角 度(d=2a )內(nèi)彎、外彎試驗結(jié)果復(fù)

11、層為奧氏體不銹鋼復(fù)層為鐵素體不銹鋼08A 1345 4 9o不得有分層、裂紋、折斷1 0A136551o不得有分層、裂紋、折斷注：復(fù)層為0Cr13鋼時，力學(xué)性能按復(fù)層為鐵素體不銹鋼的規(guī)定?；鶎訛槠渌撎枙r，冷軋復(fù)合薄鋼板的力學(xué)性能按基層牌號相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。a為復(fù)合鋼板總厚度。不銹復(fù)合鋼板標(biāo)準(zhǔn)中沒有彎曲試驗規(guī)定時，可不做彎曲試驗；如需求方要求做時，彎曲 直徑d = 4a。對稱型復(fù)合鋼板任做一個彎曲試驗、非對稱型復(fù)合鋼板進(jìn)行冷彎試驗時，復(fù)層厚度大的面在外側(cè)。1.3復(fù)合鋼板的接頭設(shè)計復(fù)合鋼板焊接接頭設(shè)計必須考慮便于分別對基層、復(fù)層及過渡層焊接施工和避免或減少 焊接第一焊道時被稀釋的問題。圖1為不

12、銹鋼復(fù)合鋼板、銅及銅合金復(fù)合鋼板對接接頭的常 用坡口形式。:*11X1 tn6y+ r2±1U±)&S'±5'用-曠HR"dn*-5*3*= 52=1 /IB 、的二yis*rI二y6AP 譚感J”：±0 5H05+榮圖I 不廉«復(fù)合««,常及14令金X合朗版對接屢頭*用坡口 式4摘號內(nèi)的尺寸離如用1+單宜:E鈦及鈦合金或鋁及鋁合金復(fù)層冶金相容性差。因此在接頭設(shè)計上應(yīng)盡量避免或減少基層金屬熔入復(fù)層金屬。所以在接頭構(gòu)造上與不銹鋼復(fù)合鋼板有較大區(qū)別。圖2為鈦及鈦合金或鋁及鋁合金復(fù)合鋼板對接接頭的

13、常用坡口形式。/20*iOori /65*± 5*2-i/ (2：訂/RrISfiSSfifiS初鈦半觀右亍二5-v/(/,2*i.(23 >50%L 2 b； *1童飯H vtiDI21 綃）、40；?丑槽堂蓋板A'Wv2x_i2：h圖2鈦及tt合金或ffi及鋁合金夏合»時接接頭#用口瞪式對接接頭盡可能采用X形坡口雙面焊。同時考慮過渡層的焊接特點，盡量減少復(fù)層一側(cè)的焊 接工作量。當(dāng)焊接位置受限，必須單面焊時，可采用單面V形坡口。2. 鈦-鋼復(fù)合板的焊接采用鈦一鋼復(fù)合板可以大大擴(kuò)展鈦的應(yīng)用范圍和降低結(jié)構(gòu)件的造價 ，許多國家已經(jīng)掌握 這種復(fù)合板的生產(chǎn)技術(shù)。我國已

14、經(jīng)采用爆炸成形以及爆炸-軋制技術(shù)來生產(chǎn)制造這種復(fù)合板并 取得良好效果。2 .1鈦-鋼復(fù)合板的分類及性能目前,生產(chǎn)鈦-鋼復(fù)合板最適宜的方法是爆炸成形。 也有同時采用兩種工藝來生產(chǎn)鈦-鋼 復(fù)合板的：先爆炸成形，然后再進(jìn)行軋制。在真空條件下軋制鈦-鋼復(fù)合板比最初采用的真空 釬焊工藝更便宜。鈦-鋼復(fù)合板和鈦-不銹鋼復(fù)合板用于制造在腐蝕環(huán)境中承受一定壓力、 溫度的塔、罐、 槽等工程結(jié)構(gòu)。鈦-鋼復(fù)合板的分類見表5。鈦-鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能見表 6。鈦-不銹 鋼復(fù)合板的分類見表7。鈦-不銹鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能見表8。表5鈦-鋼復(fù)合板的分類種類代號0類B 00類:用于過渡接頭、法蘭等高結(jié)合強(qiáng)度且不允許

15、不結(jié)合區(qū)爆炸鈦-鋼復(fù)合板1類B 1存在的復(fù)合板2類B 21類：將鈦材作為強(qiáng)度設(shè)計或特殊用途的復(fù)合板，如管板等爆炸-軋制鈦-鋼復(fù)合板1類BR12類：將鈦材作為耐蝕設(shè)計，而不考慮強(qiáng)度的復(fù)合板， 如筒2類BE2體等注:爆炸鈦-鋼復(fù)合板以“爆”字漢語拼音第一個字母 B表示，爆炸-軋制鈦-鋼復(fù)合板以BR表示。表6鈦-鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能拉伸試驗剪切強(qiáng)度Tb /MPa彎曲試驗抗拉強(qiáng)度T b / M Pa伸長率s/%0類復(fù)合板其他類復(fù)合板彎曲角a /( ° )彎曲直徑d/ mm> a B大于基層或復(fù) 合材料標(biāo)準(zhǔn)中 較低一方的規(guī) 定值> 1 9 6> 138內(nèi)彎180°

16、; ,外彎由復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)彎時按基層標(biāo)準(zhǔn)，不夠2倍時取2倍,外彎時為復(fù)合板厚度的 3倍種類代號用途分類爆炸鈦-不銹鋼復(fù)合板0類B 0用于過渡接頭、法蘭等高結(jié)合強(qiáng)度且不允許不結(jié)合區(qū)存在的某些特殊用途1類B1鈦材參與強(qiáng)度設(shè)計的復(fù)合板，或復(fù)合板需進(jìn)行嚴(yán)格加工的結(jié)構(gòu)件，如管板等2類B 2將鈦材作為耐蝕設(shè)計，不參與強(qiáng)度設(shè)計的復(fù)合板，如筒體等注：爆炸鈦-鋼復(fù)合板以“爆”字漢語拼音第一個字母B表示。注：復(fù)合鋼板抗拉強(qiáng)度C B按式(7- 1)計算。表7鈦-不銹鋼復(fù)合板的分類表8鈦-不銹鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能拉伸試驗剪切試驗分離試驗彎曲試驗抗拉強(qiáng)度Tb/ MPa伸長率s /%剪切強(qiáng)度T b/MPa分離強(qiáng)度

17、c t/MPa彎曲角a/( °)彎曲直徑d/m m> cB大于基層或復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)中較低一方的規(guī)定值0類197> 2 7 4內(nèi)彎180° ,外彎由復(fù)合 材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)彎時按基層標(biāo)準(zhǔn)，不 夠2倍時取2倍，外彎時為復(fù)合板厚度的 3 倍1類1382類138-注：復(fù)合鋼板抗拉強(qiáng)度c B按式(7 -1)計算。2. 2鈦-鋼復(fù)合板焊接工藝特點鈦鋼復(fù)合板的復(fù)層(鈦)厚度一般為1.5 3. Om m基層厚度為8 2 Om m。鈦復(fù)層和鋼 基層之間如果不加入中間金屬層，經(jīng)加熱后會產(chǎn)生脆性層，使鈦-鋼復(fù)合板的層間結(jié)合強(qiáng)度降 低。因此,可在鈦與鋼之間加入 V、Nb或者V Cr等中間合金

18、層。通過加入各種中間金屬層軋制的鈦-鋼復(fù)合板加熱工藝對界面抗拉強(qiáng)度的影響見表 9。由表可見，加入V作為中間層的效果最好。加雙金屬中間層(V Cu或Nb Cu)的結(jié)果并不 好。因為Cu的熔點低,會形成低熔點共晶體，從而使鈦-鋼復(fù)合板的焊接工藝變得更復(fù)雜。表9鈦-鋼復(fù)合板加熱工藝對界面抗拉強(qiáng)度的影響鈦-鋼復(fù)合板抗拉強(qiáng)度/MPa45 OCX100h800 C0.5h5h10h50h無中間層26522115719618 6加V中間層2942 7 22 77274力n Nb中間層2 2 51加VC U中間層22 2 5加N b Cu中間層2191 4O18 118 920 33(a);加中間層，見鈦-鋼

19、復(fù)合板的焊接主要采用以下兩種工藝：焊縫上加蓋板，見圖 圖 3( b )。4ta)忡纏上如Sft10VV8 彳9 1.lb加中間用圖3 鈦鋼復(fù)合板焊接工藝的示意J 6-Ur 3=鈦畳板；7-斟W電flh槍*采用第一種焊接工藝時（在焊縫上加蓋板）,對接接頭處的強(qiáng)度性能主要靠基層鋼焊縫來保證,而加蓋板的目的是用來防止侵蝕性介質(zhì)腐蝕焊接接頭。在焊縫和蓋板之間填加的地、填充材料，通常是Ag （Ag與Ti熔合得很好）或熔點較低的銀釬料，也可以填充環(huán)氧樹脂型聚合物。加填充材料的目的是為了提高接頭的抗腐蝕性能。焊縫可以是如圖4（a）所示的單面焊縫，也可以是如圖4（ b）所示的雙面焊縫。£ * 303

20、<6小圖 4 U合fcft頭的焊a賂式（單位；rnm>焊接鈦-鋼復(fù)合板的第二種工藝是在鈦復(fù)層的坡口中鑲?cè)胍粚雍鼙〉碾y熔金屬襯片（見圖鎢極電弧在鈦絲和鎢極 鈦絲熔化后即形成鈦-鋼復(fù) 所以只有很少部分Nb熔lb）,如厚度0 . Imm的鈮箔或鉬箔等。焊接鈦-鋼復(fù)合板的復(fù)層時，采用鎢極氬弧焊（T IG）, 填加鈦焊絲，鈦絲直徑取決于鈦-鋼復(fù)合板的復(fù)層厚度及坡口形式。 之間燃燒，不要使電弧直接作用在鈮箔上，焊槍應(yīng)沿著鈦絲移動， 合板的焊縫。因為Nb的熔點高，鎢極電弧又不直接作用在鈮箔上， 化，防止了鈦與鋼的相互熔合，可以有效地防止脆性相的形成。2 .3鈦-鋼復(fù)合板焊接實例mm。被焊母材 鈦

21、鋼復(fù)合板，復(fù)層為工業(yè)純鈦TA2 （厚度2m m）,基層為低碳鋼（厚度8 m m）。 焊接工藝 用厚度0.1m m的鈮箔作為中間層，采用鎢極氬弧焊（TIG）進(jìn)行焊接，鎢極直徑 3mm填加鈦焊絲，鈦絲直徑4 mm。焊接工藝參數(shù)為，焊接電流160170A,焊接電壓1012V, 焊接速度13. 3 cm /mi n，噴嘴直徑l 8m m用氬氣作為保護(hù)氣體，保護(hù)熔池的氬氣流量為 810 L/m i n，在冷卻過程中保護(hù)焊縫的氬氣流量為34L/ m in。通過上述工藝獲得的鈦-鋼復(fù)合板焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為3 87397MPk ,基層金屬的抗拉強(qiáng)度為42 6 431MPa在拉伸實驗時，焊接接頭首先在鈮箔與鈦

22、復(fù)層的界面上斷裂，然后 在鋼基層上破斷。這說明鈦復(fù)層的塑性比低碳鋼基層的塑性差。用上述工藝焊接的鈦-鋼復(fù)合板接頭在鹽酸（HC 1）、硫酸（H2SQ）等侵蝕性溶液中，耐 蝕性良好，與復(fù)層金屬的耐蝕性實際上沒有差別。 例如,鈦在硫酸中的腐蝕速訂為0. 1 3 mm/a 而鈦-鋼復(fù)合板焊接接頭的腐蝕速率為 0.15mm/a。采用鈦-鋼復(fù)合板焊接工藝時，首先要引起注意的是，對基層（鋼基體）主要是熱影響區(qū)淬 硬問題，對復(fù)層（鈦）主要是脆化問題。3. 不銹復(fù)合鋼的焊接不銹復(fù)合鋼板基層和復(fù)層交界處的焊接屬異種鋼焊接，焊接性主要取決于復(fù)層和基層的 物理性能、化學(xué)成分、接頭形式及填充金屬種類。焊接低碳鋼（或低合

23、金鋼）與不銹鋼的復(fù)合鋼板時,容易產(chǎn)生高溫結(jié)晶裂紋、延遲裂紋和脆化問題。3.1不銹復(fù)合鋼板的加工特點不銹復(fù)合鋼板在焊接之前，一般經(jīng)過下料切割成零件，坡口加工以及熱成形、冷成形加 工等。（1）復(fù)合鋼板的切割不銹復(fù)合鋼板總厚度在12 mm以下時,主要是采用機(jī)械剪斷和冷沖壓加工等方法。加工 時，復(fù)合層必須向下，而碳鋼基層向上，不可損傷復(fù)層表面和結(jié)合處。在基層鋼和復(fù)層鋼都 較厚的情況下，可采用等離子切割和氧-乙炔火焰切割。在用氧-乙炔火焰切割時，要注意以下 問題。 所采用的噴嘴直徑應(yīng)當(dāng)比同一厚度鋼板稍大一些。 切割時應(yīng)先從基層鋼板一側(cè)開始，氧壓應(yīng)是同等厚度鋼板切割時氧壓的一半，特別當(dāng)基層鋼板較薄時更要低

24、些。不銹鋼復(fù)合板氧-乙炔火焰切割的速度要比切割低碳鋼時的速度慢（見表10）。表10不銹鋼復(fù)合板氧-乙炔火焰切割的工藝參數(shù)復(fù)合板總厚度/ mm復(fù)層厚度/m m切割速度/c n.m i n-1氧壓/MP a噴嘴直徑/ m m工件與噴嘴 距離/ m m噴嘴角度/（0）81.642 .50.2451 .5不銹復(fù)合板25538.50.2 7 51 .52. 0-155 01030.00. 3 432. 5-蒙乃爾復(fù)合板9246.00 . 0 8 01 . 068030331.00.1 961.571 010如果復(fù)合鋼板較厚，氧-乙炔火焰不能切割時，應(yīng)采用等離子弧切割。等離子弧切割時， 一般都從復(fù)層開始，

25、即復(fù)合層在上面一側(cè)開始切割，切割速度和切口質(zhì)量比氧-乙炔火焰切割 時高。（2）復(fù)合鋼板的成型加工不銹復(fù)合鋼板的成型加工，應(yīng)盡可能實行常溫冷態(tài)彎曲成型，不可在滾床或壓床進(jìn)行急劇 彎曲，要施行逐段的緩慢成型加工。加工過程中復(fù)層表面不可有油污，不可導(dǎo)致傷痕。一般化工容器和原子能裝置結(jié)構(gòu)，所用的復(fù)合鋼板在焊接之前常需要加熱成型加工。 在熱 成型的加工過程中應(yīng)注意加工之前應(yīng)清除工件表面上的油污及雜物；加熱要保持弱性焰，注意避免還原性焰產(chǎn)生增碳現(xiàn)象。熱加工后，對于低碳鋼基層可以空冷，對低合金鋼的基層要進(jìn) 行保溫緩冷。不銹復(fù)合鋼板加熱成型的溫度范圍見表11。表1 1不銹復(fù)合鋼板加熱成型的溫度范圍基層不銹鋼復(fù)

26、層加熱其他復(fù)層加熱備注低碳鋼7008 5 0 C7 5 0950C ,實際加熱到9 009 50C為了避免晶間腐蝕，應(yīng)盡 可能選用有穩(wěn)定劑的不銹鋼復(fù) 層低合金高強(qiáng)鋼實際加熱到8008 5 OC珠光體耐熱鋼750950 C，實際加熱到 9 0 0950 C3.2焊接性特點（1）奧氏體系復(fù)合鋼的焊接性奧氏體系復(fù)合鋼板是指基層是低碳鋼或低合金鋼，復(fù)層是奧氏體不銹鋼的復(fù)合鋼板。復(fù) 合鋼板焊接時，復(fù)層和基層分開各自進(jìn)行焊接。焊接中的主要問題在于基層與復(fù)層交接處的過 渡層焊接。焊接這類復(fù)合鋼板時主要存在以下幾個問題。 焊縫容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋 結(jié)晶裂紋是熱裂紋的一種形式。焊縫金屬在結(jié)晶過程中冷卻 到固相線附近

27、的高溫時，液態(tài)晶界在焊接應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。 影響結(jié)晶裂紋的因素主要有 兩個。稀釋率的影響 焊接奧氏體復(fù)合鋼板時，由于基層鋼板的含碳量高于復(fù)層，復(fù)層受基層的 稀釋作用，使焊縫中奧氏體形成元素減少，含碳量增多，焊縫結(jié)晶時易產(chǎn)生微裂紋。結(jié)晶區(qū)間的影響 奧氏體鋼結(jié)晶溫度區(qū)間很大，熔池結(jié)晶時在枝晶的晶界上存在 S、P、 S1等低熔點共晶物呈現(xiàn)薄膜狀，這種液態(tài)薄膜在拉伸應(yīng)力作用下易產(chǎn)生裂紋。若焊接材料選擇不合適或焊接工藝不恰當(dāng)，不銹鋼焊縫就可能嚴(yán)重稀釋，形成馬氏體淬硬 組織;或由于鉻、鎳強(qiáng)烈滲入珠光體鋼基層而嚴(yán)重脆化 ,產(chǎn)生裂紋。因此，焊接過渡層時，要 使用含鉻、鎳量較多的焊接材料，保證焊縫金屬含一定

28、量的鐵素體組織,以提高抗裂性，使之 即使受到基層的稀釋，也不會產(chǎn)生馬氏體淬硬組織；同時，也應(yīng)采用合適的焊接方法和焊接工 藝，減小基層一側(cè)熔深和焊縫的稀釋。 熱影響區(qū)容易產(chǎn)生液化裂紋 復(fù)合鋼焊接時，奧氏體鋼熱影響區(qū)由于受焊接熱循環(huán)影響,低熔點雜質(zhì)被熔化，在焊接應(yīng)力作用下產(chǎn)生液化裂紋。焊接時，熱影響區(qū)受熔池金屬的熱膨脹作用產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，當(dāng)電弧移開后，隨著溫度的降低，壓縮應(yīng)力變拉伸應(yīng)力。之后，熱 影響區(qū)晶界上存在的低熔點共晶物的液膜被拉開產(chǎn)生裂紋。這種裂紋是由于奧氏體系復(fù)合鋼板的熱影響區(qū)晶界受焊接熱循環(huán)作用，低熔點共晶物液化產(chǎn)生的，所以稱為液化裂紋。如果晶 界析出物的熔點高，即使受焊接熱作用瞬時產(chǎn)生

29、液態(tài)膜，但在壓縮應(yīng)力作用下已完成結(jié)晶， 轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞈?yīng)力時晶界已不存在液態(tài)膜了，所以也就不產(chǎn)生裂紋。防止奧氏體系復(fù)合鋼板焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋和液化裂紋的主要措施為：正確制 定焊接工藝，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程；合理選擇填充材料。 熔合區(qū)脆化焊接奧氏體系復(fù)合鋼板時，熔合區(qū)出現(xiàn)脆化的原因有如下幾個。a. 結(jié)構(gòu)鋼焊條的影響 用E43 03或E431 5焊條焊接基層鋼板時,由于熱作用使復(fù)層鋼板 局部熔化,合金元素滲入焊縫。在熔合區(qū)附近狹小區(qū)域中，攪拌作用不充分而產(chǎn)生馬氏體組織， 使熔合區(qū)硬度和脆性增加。b. 不銹鋼焊條的影響 用E3 47-16或E 34 7-15焊條焊接復(fù)層鋼板時,容易熔化基層鋼 板,使

30、焊縫金屬成分稀釋，焊縫金屬為奧氏體 馬氏體組織,使塑性和耐蝕性降低，而熔合區(qū)的 脆性明顯增加。C.碳遷移的影響 焊接時碳由低Cr的基層鋼板（碳鋼或低合金鋼）向高Cr的不銹鋼復(fù)層 焊縫金屬擴(kuò)散遷移，因此在基層和復(fù)層的交界形成高硬度的增碳層和低硬度的脫碳層 ，引起熔 合區(qū)的脆化或軟化。為了防止碳的遷移，可在基層和復(fù)層之間采用“隔離焊縫”（也稱過渡層）。生產(chǎn)中常選 用含Nb的鐵素體焊條在基層鋼板上焊接“隔離焊縫”，然后用奧氏體鋼焊條焊接復(fù)層，最后用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接基層。這種工藝措施可有效地防止碳的遷移，避免在熔合區(qū)附近出現(xiàn)脫碳 層和增碳層，從而減小了熔合區(qū)的脆化，使復(fù)合鋼板的焊接接頭具有較高的強(qiáng)度和韌

31、性。(2)鐵素體系鋼的焊接性 焊縫易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋焊接鐵素體復(fù)合鋼板時，焊縫金屬產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的原因和防止 措施，與焊接奧氏體復(fù)合鋼板時基本相同。 焊接接頭易產(chǎn)生延遲裂紋 延遲裂紋是焊接接頭冷卻到室溫并在一定時間后才出現(xiàn) 的焊接冷裂紋，多產(chǎn)生在熱影響區(qū)。焊接鐵素體系復(fù)合鋼板產(chǎn)生延遲裂紋的影響因素有：焊接接頭區(qū)出現(xiàn)脆硬組織；焊縫金屬中有明顯的擴(kuò)散氫聚集；焊接接頭剛度大；有明顯的焊接應(yīng) 力。延遲裂紋有潛伏期，用不同的填充材料焊接時，延遲裂紋的潛伏期和裂紋數(shù)目不同，試驗 結(jié)果見表12。因此，焊縫延遲裂紋檢驗不能焊后立即進(jìn)行。表12 鐵素體復(fù)合鋼板焊后延遲裂紋潛伏期的試驗結(jié)果焊條預(yù)熱溫度/C裂紋數(shù)目牌號型

32、號焊后2 4h48 h70 h1 20h340hG 302E430 - 1 6不預(yù)熱011222G30 7E00G2 02E4 10 - 16不預(yù)熱4171905 00G20 7E410-為了防止產(chǎn)生延遲裂紋，應(yīng)采取下列措施。焊條要充分干燥選用的焊條要放置在通風(fēng)處儲藏，嚴(yán)禁焊條受潮或雜亂無章地堆放。 施焊前焊條要烘干 焊條烘干可去除水分和氫,如采用G3 02或G307焊條，焊前在1 0 0C以上烘干；采用G202或G207焊條,焊前在50C以上烘干，焊后就不產(chǎn)生延遲裂紋。 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程焊接鐵素體復(fù)合鋼板的操作規(guī)程應(yīng)根據(jù)板厚、接頭形式及技術(shù)條 件的要求制定。3. 3焊接程序(1)復(fù)合鋼板的焊

33、接方法焊接方法應(yīng)根據(jù)復(fù)合鋼板材質(zhì)、接頭厚度、坡口尺寸及施焊條件等確定。目前焊接復(fù)合 鋼常用手工電弧焊，也可用氬弧焊、 埋弧自動焊或氣體保護(hù)焊。為了減小熔合比，可用雙絲埋 弧焊。實際生產(chǎn)中常用埋弧自動焊焊接基層，用手工電弧焊和氬弧焊焊接復(fù)層和過渡層。為了保證復(fù)合鋼板不失去原有的綜合性能，基層和復(fù)層必須分別進(jìn)行焊接?；鶎拥暮附庸?藝與珠光體鋼相同，復(fù)層的焊接工藝與相應(yīng)的不銹鋼(或鎳基合金、鈦及鈦合金等)相似，只 有基層與復(fù)層交界處的焊接是屬于異種金屬的焊接。(2 )復(fù)合鋼焊接的坡口形式復(fù)合鋼板下料時要特別注意，如果采用氧一乙炔切割時，復(fù)層應(yīng)向下，熱影響區(qū)約為 610mm等離子弧切割時，復(fù)層應(yīng)向上，

34、熱影響區(qū)約為0.5 1 mn。壓縮弧等離子切割的熱影響區(qū)最小或幾乎沒有。無論采用哪種方法下料，焊前都必須打磨接口處，使接口平整并除去 切割的熱影響區(qū)部分。焊接坡口的形式，一般盡可能采用 V形或X形坡口雙面焊。先焊基層，然后焊過渡層， 最后焊復(fù)層(見圖5)。這樣的焊接順序是為了保證復(fù)合鋼焊接接頭具有良好的耐腐蝕性能。,并盡量減少復(fù)層一側(cè)的焊接工作量。無論是單面焊還是雙單面焊時應(yīng)盡量保皇萱生毫lb II辱驀層UI icgitis(e)當(dāng)焊接現(xiàn)場的位置不允許作上述順序的焊接時，可采用V形坡口單面焊。 面焊時,都應(yīng)考慮過渡層的焊接特點 證復(fù)層中不溶入或少溶入基層成分。13。薄件可采用I形坡口，較厚的復(fù)

35、層鋼板可采用V ,去掉復(fù) ,以致脆化基層珠光體7。復(fù)合鋼板接頭設(shè)計和坡口形式見表形、U形、X形、V和U聯(lián)合形坡口。也可以在接頭背面一小段距離內(nèi)進(jìn)行機(jī)械加工 層金屬（見圖6），以確保焊條一道基層焊道不受復(fù)層金屬過大的稀釋 鋼的焊縫金屬。復(fù)合鋼板焊接角接頭形式見圖一般盡可能采用X形坡口雙面焊。先焊基層，再焊過渡層，最后焊復(fù)層，以保證焊接接頭具有 較好的耐蝕性。同時考慮過渡層的焊接特點，盡量減少復(fù)層一側(cè)的焊接工作量。當(dāng)因焊接位 置限制只可采用單面焊時，可采用V形坡口單面焊 ，先焊復(fù)層，再焊過渡層，最后焊基層。焊 接時盡量使復(fù)層中少溶入基層成分。« M 音手工電A博*口A式S尺寸ft t 廂

36、# UX 4(1L* V 零口« V ««U'MBE4f肯P-2(=2« TO*r=2C-2片60*-1425p=iff-W0=甌*P=2C-2 k = »60*柱 " 100鬲茁tr=l5*f Ktta. 體瓠.環(huán)嬋平ft附接，悴飆、陣4(3) 復(fù)合鋼焊接材料的選用由于鉻、鎳強(qiáng)焊接材料選擇不合適，不銹鋼焊縫就可能嚴(yán)重稀釋，形成馬氏體淬硬組織。烈滲入珠光體鋼基層而嚴(yán)重脆化，產(chǎn)生裂紋。因此焊接過渡層時，為了減少基層對過渡層焊縫 的稀釋作用，要選用含鉻、鎳當(dāng)量較高的焊接材料，施焊時采用小電流，降低熔合比，保證焊縫 金屬含有一定量的

37、鐵素體組織,以提高抗裂性，且之即使受到基層的稀釋，也不會產(chǎn)生馬氏體 淬硬組織。當(dāng)復(fù)合板度小于25 mm時，基層也可全用 Cr25-Ni13系(A 3 02)焊條，但焊接殘余應(yīng)力 大，消耗不銹鋼焊條多。當(dāng)復(fù)合板厚度大于 25m m時，可先用純鐵焊條焊一層過渡層，然后用 鋼焊條焊接基層。常用不銹復(fù)合鋼板焊接材料的選用見表 14。表中列出了基層、復(fù)層和過渡層焊接推薦采 用的焊條類型。這些焊條是根據(jù)復(fù)合鋼板基層、復(fù)層的性能要求而選定的。不銹復(fù)合鋼雙面 焊和埋弧焊時焊接材料的選用見表15。表14常用不銹復(fù)合鋼板焊接材料的選用復(fù)合鋼的組合基層過渡層復(fù)層Q23 50Cr13E4 3 03E309-16(E1

38、-2 3 -13-16)E308-16( E 0-19-10 -1 6)E4315, E3 164E309-15(E1 23-1 3 15)E308 -1 5 ( E 0-19-1 O -15 )E5003,E501E 3 O 9-16(E1 -23-13E 347 1 6(E0-1 9 -10Nb- 116Mn 0Cr13516)6 )1 5 MnV 0Cr 13E5016E5 5 15-GE3O 9-15(E1-25 )3 -1 3 -1E347-15( E 0-19- 1 0Nb-15)E309-16(E1-26 )3 13-1E3 4 7- 1 6 (E0-19-10Nb-16)1 2

39、 CrMo 0C r13E5 5 15-B1E 309-15( E 1-2 3- 13E34 7 -1 5 (E0- 1 9-10Nb 1-15)5 )E309 1 6 ( E1-2 3 - 1Q235 1Cr1 8Ni9TiE430 33- 16 )E 347 1 6 ( E 0-19- 1 OQ 2 3 5 OC r18N i9TE4 3 15,E-2 3- 1Nb-1 6 )E30 9 -15 (E1i431 63 -1 5 )E347-15(E0 19-1 O Nb-1 5 )E 50OE 3 09-16(E1-2313-1E34 7 - 1 6( E 0-19-10Nb 16 Mn

40、1Cr18 N i9 T i3 ,E50156)16)16Mn O Cr18NI9TIE5 01 6E309 15(E1 23 13-E 3 4 7-15( E 0-19-10 N b-115MnV 1 C r18NI 9 TIE5 5 15- G1 5)5 )E43O3Q 235 Cr1 8E 3 O 9M o-16E3 18-16E4 31 5, E43Ni12Mo2Ti16(E1-2 3 -13 Mo2-16)(E0 1 8 -12Mo2Nb-16)16M n 0Cr18Ni12M oE5 OO2Ti3 ,E5015E 309Mo-16E3 1 8 -1615MnV O Cr 18 NE

41、 5016(E 1-23 13-Mo2- 1 6)(E0-18 1 2Mo2 Nb-16)i12Mo2TiE55 1 5-G注：括號內(nèi)為G B/T 98 3 - 1 985型號。表1 5不銹復(fù)合鋼雙面焊和埋弧焊時焊接材料的選用復(fù)合鋼板手工電弧焊埋弧焊牌號型號焊絲焊劑Q235J422, J4 27E4302,E4315H 08A, H 08HJ431基層2 0、 20gJ4 2 2,J4 2 7J 5O7E5OO3 ,E 5 0 1 5E5 5 15-GH 08Mn2S iA,H08 AH08MnAHJ43109Mn2J 502,E5003,H08M nA1 6 MnJ507E501 5H 08

42、 Mn2Si AHJ43115MnTiJ557E5515GHl 0Mn2過渡層A3O 2, A3 07A 312E 3 0 9 16,E 309-15E309Mo-16H 00Cr 2 9N i12 TiAlH J2 60E3O8 16,E308復(fù)層1Cr 18N19 Ti0Cr18N 19 Ti0Cr13A1 O 2,A107A132 , A 137A202,A2 O 715E34 7- 16 ,E347-15E31 6 1 6,E316-1 5H0Cr19Ni9TiH 0OC r29 N i12TiAlHJ26 0Cr1 8 Ni 1 2M o2TiA2O 2,A 2O 7A212E316

43、-16,E3 1 6- 15H0C r1 8 Ni 12 Mo2T1HJ26OH OC r18N 1 12Mo 3TiHO 0 C r29 Ni 1 2 TiAlCr 18Ni12 M o3TiE3 1 8- 1 6復(fù)合鋼板手工電弧焊埋弧焊備注牌號型號焊絲焊劑復(fù)層0Cr 18Ni9Ti1Cr 1 8N 1 9Ti0Cr1 3A102,A107A002E308 1 6,E3 O 815E 308L-過渡層純Fe-基層（有過渡層）Q235 ,20J 422E43O 3H08AHJ431最初兩層手 工電弧焊，其余 用埋弧焊2 0gJ42 2 ,J5 O 2J 50 7E4303,E5003E501

44、5H08 AHO 8MnAH J4 3116Mn15 MnTiJ507,J 5 57J607E5 0 1 5, E 551 5 -GE601 5-GH08Mn AH10M n2HJ4 31基層（無過渡層）2O ,20 g1 6Mn15MnTiA3O 2A307E 3 O 9-1 6E30 9 -1 5HCr 25Ni13HO 0Cr29N i12TiAlHJ26O6。復(fù)合鋼板的基體和復(fù)層分別選用各自適用的焊接材料進(jìn)行焊接。關(guān)鍵是接近復(fù)層的過渡 層部分,必須考慮基層的稀釋作用，應(yīng)選用 Cr、N 1含量較高的奧氏體填充金屬來焊接過渡 層部分，以免出現(xiàn)脆硬組織。復(fù)合鋼板的基層較薄時（如總厚度不大于8

45、 m m ,可以用奧氏體 焊條或填充金屬焊接復(fù)合鋼的全厚度，這時更需考慮基層材料的稀釋作用。當(dāng)復(fù)合鋼板的厚度小于2 5 mm寸，基層也可全用E3 09 1 6等焊條，但焊接殘余應(yīng)力稍 大些，消耗不銹鋼焊條多。當(dāng)復(fù)合鋼板的厚度大于 25 mm寸，可先用鐵素體焊條施焊一層過 渡層，然后再用碳鋼焊條焊接基層。復(fù)合鋼單面焊焊接材料的選用見表1表16復(fù)合鋼單面焊焊接材料的選用（4）復(fù)合鋼的焊接工藝根據(jù)復(fù)合鋼板材質(zhì)、接頭厚度、坡口尺寸及施焊條件等確定焊接工藝，通常選用手工電 弧焊、埋弧焊、氬弧焊、CO氣體保護(hù)焊等。目前常用氬弧焊焊接復(fù)層，用埋弧焊或手工電弧 焊焊接基層。 焊接順序 復(fù)層鋼的焊接順序為：先焊

46、基層，再焊過渡層，最后焊復(fù)層（見圖5 ）,以保證焊接接頭具有良好的耐蝕性。同時還應(yīng)考慮過渡層的焊接特點，盡量減少復(fù)層一側(cè)的焊接 工作量。角接接頭無論復(fù)層位于內(nèi)側(cè)或外側(cè)，均先焊接基層。復(fù)層位于內(nèi)側(cè)時，在焊復(fù)層以前 應(yīng)從內(nèi)角對基層焊根進(jìn)行清根。復(fù)層位于外側(cè)時，應(yīng)對基層最后焊道進(jìn)行修光。焊接復(fù)層時，可先焊過渡層，也可直接焊復(fù)層，這要根據(jù)復(fù)合鋼板厚度而定。為了防止第一道基層焊縫中熔 入奧氏體鋼，可預(yù)先將接頭附近的復(fù)層金屬加工掉一部分。過渡層高溫下有碳擴(kuò)散過程發(fā)生，在交界區(qū)形成了高硬度的增碳帶和低硬度的脫碳帶 ，使過渡層形成了復(fù)雜的金相組織狀態(tài)，造 成復(fù)層鋼板焊接困難。 焊接工藝要點 焊前正確裝配，是關(guān)

47、系到接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。焊前裝配應(yīng)以復(fù)層為基準(zhǔn)，防止錯邊量過大，影響復(fù)層的焊接質(zhì)量。首先必須保證工件裝配的間隙，一般對接接頭約1 .52mm保證不錯邊。錯邊量過大將直接影響過渡層和復(fù)層的焊接質(zhì)量。 筒體件裝配焊縫的 錯邊量允許值見表17。" 表1 7筒體件裝配焊縫的錯邊量允許值4復(fù)層厚度/mm縱縫錯邊量/m m環(huán)縫錯邊量/mm22 .5< 0.5< 1.035< 1.0<l. 5裝配時的點固焊在基層鋼上進(jìn)行，點焊焊縫不可產(chǎn)生裂紋和氣孔，否則應(yīng)鏟去重焊。點焊 所用焊條及工藝參數(shù)與生產(chǎn)時用的相同。嚴(yán)禁用碳鋼或低合金鋼焊接材料在高合金復(fù)層上施 焊，并防止用錯焊條，把過渡

48、層焊條焊到復(fù)層上。用碳鋼焊條在復(fù)層一側(cè)施焊時，應(yīng)對復(fù)層 表面（坡口兩側(cè)各15 0 mm范圍）涂覆白堊粉保護(hù),已經(jīng)粘上的飛濺顆粒必須仔細(xì)清除掉。 不銹 鋼復(fù)層不可有劃傷或污染。先焊基層，第一道基層焊縫不應(yīng)熔透到復(fù)層金屬，以防焊縫金屬發(fā)生脆化或產(chǎn)生裂紋。基 層鋼焊接時，仍按基層鋼常規(guī)焊接電流施焊。對于過渡層的焊接，為了減少母材對焊縫的稀 釋率，在保證焊透的條件下，應(yīng)盡量采用小電流焊接。基層焊完后，用碳弧氣刨、鏟削或磨削法清理焊根，經(jīng)X射線探傷合格后，才能焊接過渡層,最后將復(fù)層焊滿。要盡量減少焊縫的稀釋，采用小直徑焊條和窄焊道；自動焊時，采用擺 動焊絲或多絲焊以減小熔合比，盡量采用直流正接。焊過渡層

49、焊縫時，必須蓋滿基層焊縫，且 要高出基層與復(fù)層交界線約1mm焊縫成形要平滑，不可凸起，否則需用手砂輪打磨掉。 Q235 1Crl8 Ni9Ti復(fù)合板焊接的工藝參數(shù)見表18。表18 Q235 1C rl 8Ni9T i復(fù)合鋼板焊接的工藝參數(shù)焊縫層次焊條焊條直徑/ mm焊接電流/ A焊接電壓/ V牌號型號131 202 0基層2J427E431 5416 02 4341902 6過渡層4A3 02E 3 09-16(E 1 -23-13-16 )413014 020復(fù)層5A312E30 9 Mo-16(EE 1-23-13M o 2-1641 4015020 括號內(nèi)為GB/T 98 3-19 8

50、5的型號。焊接小直徑復(fù)合鋼管時，第一層焊道應(yīng)采用鎢極氬弧焊，然后用 E309-15等奧氏體焊條 焊接第二層。原子能反應(yīng)堆球形壓力容器是由大厚度雙層鋼構(gòu)成 ，施焊過程中先焊內(nèi)部不銹鋼 復(fù)合層,再焊一層鐵素體過渡層，最后用低合金鋼焊條填滿基層焊縫。 根據(jù)工作條件選用結(jié)構(gòu) 材料時，應(yīng)使奧氏體焊縫與珠光體鋼熔合區(qū)中的擴(kuò)散層降低到最小程度。這一點對于在高溫 和有腐蝕性介質(zhì)中工作的構(gòu)件以及焊后需要進(jìn)行回火處理的大型構(gòu)件來說尤其重要。在很多 情況下，焊接構(gòu)件的允許工作溫度應(yīng)低于珠光體鋼的使用溫度。由于熔合區(qū)化學(xué)成分、組織性能的不均勻性以及基層、復(fù)層兩種鋼熱導(dǎo)率的差異，可能 產(chǎn)生擴(kuò)散過渡層或引起擴(kuò)散過渡層變寬

51、。為了防止擴(kuò)散層的生成和變寬，可采用含碳化物形 成元素的珠光體焊條進(jìn)行焊接，或在焊接坡口處用3 .4焊后熱處理不銹復(fù)合鋼熱處理時，在復(fù)合鋼交界面上會產(chǎn)生碳元素從基層向復(fù)層的擴(kuò)散，并隨溫度升 高,保溫時間增長而加劇。結(jié)果在基層一側(cè)形成脫碳層 ，在不銹鋼一側(cè)形成增碳層，使其硬度 增高，韌性下降。脫碳層一側(cè)軟化，強(qiáng)度降低。基層與復(fù)層的熱膨脹系數(shù)相差很大，在焊接加熱、冷卻過程中，在鋼板的厚度方向上會產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。這種殘余應(yīng)力在復(fù)層的不銹鋼表 面上形成拉伸應(yīng)力，成為設(shè)備使用過程中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開裂等事故的原因，不可忽視。在不銹復(fù)合鋼的焊接接頭中，既不進(jìn)行復(fù)層的固溶處理，一般也不進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。但

52、是，在極厚的復(fù)合鋼的焊接中，往往要求采取中間退火和消除應(yīng)力熱處理。消除焊接殘余應(yīng) 力的熱處理最好在基層焊完后進(jìn)行，熱處理后再焊過渡層和復(fù)層。如需整體熱處理時，選擇熱 處理溫度時一考慮對復(fù)層耐蝕性的影響、過渡層組織不均勻性及異種鋼物理性能的差異。熱 處理溫度一般為450650C （多數(shù)情況下是選擇下限溫度而延長保溫時間）。奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性，但是焊接接頭存在拉應(yīng)力的情況下，容易引起應(yīng)力腐蝕 裂紋。因此必須設(shè)法使其表面殘余拉應(yīng)力減小。減小不銹復(fù)合鋼表面殘余應(yīng)力的方法有如下 幾種。 退火處理 可以減小不銹復(fù)合鋼表面的殘余應(yīng)力，但是在不銹復(fù)合鋼中，焊接接頭的 不銹鋼一側(cè)和碳鋼一側(cè)的物理化學(xué)和力學(xué)性能有很大差異，即奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)比 碳鋼大得多，在退火后的冷卻過程中會產(chǎn)生熱應(yīng)力，所以退火并不能達(dá)到完全消除不銹鋼殘 余拉伸應(yīng)力的預(yù)期效果。但在相當(dāng)高的溫度下退火時，由于焊縫金屬在常溫下的屈服應(yīng)力降低，使不銹鋼部分的殘余拉伸應(yīng)力有一定