不銹復合鋼板的焊接工藝

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。不銹復合鋼板的焊接工藝不銹復合鋼板的焊接工藝不銹復合鋼板的焊接工藝（1）坡口1) 坡口形式及尺寸復合鋼板常采用的坡口形式及尺寸見表1。厚度較小時，采用I形坡口；厚度較大時，可采用V形、U形、X形或V-U結合形坡口。盡可能采用X形或V-U結合形坡口；采用V形或U形坡口時，為了防止復層金屬向基層焊縫中滲透，脆化基層焊縫，應去除接頭附近的復層金屬，見圖1。表1 復合鋼板常用的坡口形式及尺寸圖1 去掉復層金屬的復合鋼板焊接坡口形式焊接角接接頭時，采用如圖2所示的坡口。對于角接接頭，無論復層位于內側還是外側，均應

2、先焊接基層。復層位于內側時，焊接過渡層以前應先從內部清理基層焊根。復層位于外側時，也應對最后的基層焊道進行清理，然后再焊接過渡層。 2) 坡口加工方法一般先用氣割或等離子切割來下料，然后用砂輪或機加工設備制作坡口。如果復層為不銹鋼時，當復層厚度超過整個板材厚度的30時，可采用等離子切割，易獲得光滑的斷面。對于精度要求不高的坡口，用砂輪加工即可滿足要求。對精度要求較高的坡口，必須進行機械加工。為保證焊縫的焊接質量，必須用砂輪機磨除坡口部位的滲碳層。采用等離子切割時要求復層應朝上，用氧乙炔切割時復層應朝下。要求加工后坡口表面光滑，不得有裂紋和分層。（2）焊接工藝要點1) 基層的焊接基層的材料一般采

3、用低碳鋼或低合金鋼，其焊接性能較好，焊接工藝已經成熟?？筛鶕附咏宇^與母材等強原則選擇焊接材料。需要注意的是，當復層奧氏體不銹鋼對腐蝕較敏感時，焊接基層鋼板時預熱及層間溫度應保持在適宜的低溫下，以防止復層過熱。基層焊接完畢后，應先進行外觀檢查。焊縫表面不得存在裂紋、氣孔和夾渣等缺陷，然后進行X射線探傷檢查。無損探傷合格后，應將基層焊縫表面打磨平整，使其表面略低于基層金屬表面。2) 過渡層焊接焊接過渡層時，要在保證熔合良好的前提下，盡量減少基材金屬的熔入量，以減少焊縫的稀釋率。過渡層焊接完畢后，應采用超聲波或滲透著色的方法進行無損檢驗。焊接時應注意以下幾點。 選擇鉻鎳含量高的雙相鉻鎳不銹鋼焊條，

4、這樣即使過渡層受到基層稀釋，也可避免在熔敷金屬中產生馬氏體組織。 為減少基層對過濾層的稀釋，應盡量采用較小的焊接電流、較大的焊接速度，以減少焊縫的稀釋率。 采用焊縫稀釋率較小的焊接方法。 由于雙相組織具有優(yōu)良的抗腐蝕性能和抗裂紋性能，可根據基層成分、焊縫稀釋率，由舍夫勒組織圖確定過渡層焊接材料。 嚴格控制層間溫度。另外，為了保證復合板的各項性能，對于過渡層覆蓋范圍以及過渡層的厚度均有一定要求：過渡層焊縫金屬的表面應高出界面0.51.5mm，基層焊縫的表面距離復合層的距離要控制在1.52.0mm；過渡層的厚度應控制在23mm內；過渡層焊縫金屬必須完全蓋滿基層金屬，如圖3(a)所示。采用圖1所示的

5、坡口時很難進行控制，這是因為： 在實際生產過程中焊工在施焊過程中，往往分辨不清基層與復層的界面，容易將碳鋼焊條焊到復層不銹鋼上，使接頭產生馬氏體組織，出現裂紋等缺陷； 依靠手工操作難以保證技術條件上要求的焊道既要保證基層焊縫距復層1.52.0mm，又保證0.51.5mm，b1.52.5mm技術要求。 由于基層和復層材料的線膨脹系數不同，在焊接熱循環(huán)的作用下，基層和復層間存在較大的內應力，易造成基層與復層在坡口邊緣張口，焊接時容易出現夾渣。圖3 基本X形坡口及改進的X形坡口形式 建議采用圖3(b)所示的改進的坡口。該坡口形式具有以下優(yōu)點： 新型坡口利于基層側清根，不受清根方法的限制，符合焊接操作

6、方便的原則； 新型坡口將基層金屬結合界面向下開出1.52.0mm深、35mm寬的槽，形成一個臺階，可將基層焊縫金屬焊至與臺階平齊，有利于保證基層焊縫高度； 由于坡口中臺階的存在，便于進行過渡層的焊接，有利于保證過渡層的焊縫金屬高度； 網址: 焊接過渡層時，不易損傷復層，有利于保證復層的焊接質量； 新型坡口便于焊接電流控制，有利于控制熔合比以防止基層對焊縫金屬的稀釋； 復層邊緣遠離焊縫中心，在焊接熱循環(huán)過程中，最高峰值溫度大大降低，避免了因基層焊接時反復受熱膨脹引起復層張口，避免出現夾渣； 過渡層能完全覆蓋基層，并且能達到技術條件中要求的、b值，保證過渡層的焊接質量。3) 復層的焊接奧氏體不銹鋼

7、焊接的主要問題是焊接接頭易于出現焊縫晶間腐蝕、熱影響區(qū)的晶間腐蝕、熱影響過熱區(qū)的“刀蝕”、焊接接頭的應力腐蝕、熱裂紋等。焊縫晶間腐蝕、熱影響區(qū)的晶間腐蝕、熱影響過熱區(qū)的“刀蝕”的主要原因是在晶界上析出鉻的碳化物，形成貧鉻的晶粒邊界。影響應力腐蝕的因素有焊接區(qū)的殘余拉應力、焊縫鑄造組織以及接頭區(qū)的碳化物析出。熱裂紋的形成主要原因是熱導率小、線膨脹系數小、焊縫柱狀晶間存在低熔點夾層薄膜等。主要采用以下幾種措施解決上述問題。 選擇焊接材料，盡量使焊縫組織為雙相組織。其中相含量應控制在412。 采用小電流、較大的焊接速度、小線能量施焊。 采用反極性、多層多道焊。 嚴格控制層間溫度，層間溫度應小于60。

8、 復層焊縫應在最后焊接，以避免其抗晶間腐蝕的性能受重復加熱的影響。 允許在前后焊道施工間隙時冷卻接頭。 選用含Ti、Nb、Mo的焊接材料。對于鐵素體不銹復合鋼，復層及過渡層可采用18-8系列的焊材或高鉻型焊接材料，選用Cr13型不銹鋼焊條，如Cr202、Cr232(即E410NiMo)時，焊縫往往得到的是鐵素體和馬氏體雙相組織，必須通過熱處理使焊縫成為純鐵素體。也可通過調整焊縫金屬的化學成分來使焊縫得到純鐵素體組織。試驗證明，在鉻13型不銹鋼焊縫中加入0.51.0的鋁或鈮，可使焊縫獲得純鐵素體組織。選用18-8系列的焊接材料時，焊縫組織為鐵素體加奧氏體。4) 焊接順序在焊接不銹復合鋼時，一般按

9、照基層、過渡層、復層的順序焊接。圖4給出了V形坡口的焊接順序，而圖5給出了基本X形坡口及改進X形坡口的焊接順序。圖5 X形坡口焊接順序 5) 焊接方法基層一般用手工電弧或埋弧焊進行焊接，而復層通常利用TIG焊、手工電弧焊或半自動熔化極氣體保護焊進行焊接，過渡層一般采用手動電弧焊或TIG焊進行焊接。（3）焊接材料表2及表3分別給出了奧氏體不銹復合鋼板雙面焊及單面焊所用的焊接材料。表4給出了鉻不銹復合鋼復層的焊接材料。表2 奧氏體不銹復合鋼板雙面焊用焊接材料母 材 手工焊焊條 埋弧焊焊絲、焊劑 基層 Q235A(原A3) E4303(J422) H08、H08A、HJ431 20、20g E430

10、3、E5003(J502)、E5015(J507) H08Mn2SiA、H08A、H08MnA、HJ431 09Mn2 E5003。E5015、E5515-G(J557) H08MnA 16Mn E6015-D1(J607) H08Mn2SiA 本文章更多內容：上一頁 - 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 下一頁本頁地址 15MnTi H10Mn2、HJ431 過渡層 E1-23-13-16(A302)、E1-23-13-15(A307)、E1-23-13Mo2-16(A312) H00Cr29Ni12TiAl、HJ260 復層 1Cr18Ni9Ti E0-19-10-1

11、6(A102)、E0-19-10-15(A107) H0Cr19Ni9Ti 0Cr18Ni9Ti E0-19-10Nb-16(A132)、E0-19-10Nb-15(A137) H00Cr29Ni12TiAl Cr18Ni12Mo2Ti E0-18-12Mo2-16、E0-18-12Mo2-15 H0Cr18Ni12Mo2Ti Cr18Ni12Mo3Ti E0-18-12Mo2Nb-16(A212) H0Cr18Ni12Mo3Ti、H00Cr29Ni12TiAl、HJ260 表3 奧氏體不銹鋼復合鋼板單面焊用焊接材料母 材 手工焊焊條 埋弧焊焊絲、焊劑 復層 0Cr18Ni9Ti E0-19-

12、10-16(A102) 1Cr18Ni9Ti E0-19-10-15(A107) 0Cr13 E00-19-10-16(A102) 過渡層 純鐵 基層 Q235A、2020g E4303(J422) E4303、E5003(J502) E5015(J507) H08A、HJ431 H08A、H08MnA 16Mn E5015、E5515-G(J557) 15MnTi 表4 鉻不銹復合鋼復層的焊接材料復層金屬 過 渡 層 焊 道 填 充 焊 道 焊 條 焊 絲 焊 條 焊 絲 405、429和430405、429和430405、429和430405、429和430 ENiCrFe-2或3 E30

13、9 E310 E430 ERNiCrFe-5或6 ER309 ER310 ER430 ENiCrFe-2或3 E309 E310 E430 ERNiCrFe-5或6 E309 E310 E430 410和410S410和410S410和410S410和410S ENiCrFe-2或3 E309 E310 E430 ERNiCrFe-5或6 ER309 ER310 ER430 ENiCrFe-2或3 E309 E310 E410 E410NiMo、E430 ENiCrFe-5或6 E309 E310 E410 ER410NiMo ER430 不推薦用在溫度低于10的條件下焊接。 推薦最小預熱溫度

14、150，厚度大于12.7mm時更應如此。 ERNiCrFe-6焊縫金屬可時效硬化。 （4）典型焊接工藝參數表5給出了常見奧氏體不銹鋼的典型焊接工藝參數，表6給出了鐵素體不銹復合鋼板的典型焊接工藝參數，表7給出了雙相不銹復合鋼板的焊接工藝參數。表5 16MnR+SUS321不銹復合鋼板的典型焊接工藝參數表6 鐵素體不銹復合鋼板的典型焊接工藝參數復 合 板 厚度/mm 焊接方法 焊縫層次 焊接材料 焊接電流/A 電弧電壓/V 焊接速度/cm·min-1 20R+0Cr13Al13+3 MMA 基層 J427 200240 2428 1418 MMA 過渡層 A062 140170 222

15、6 1420 MMA 復層 A062 140170 2226 1420 16MnR+0Cr13Al 26+3 SAM 基層 H10Mn2+HJ431 550650 2832 4557 MAG 過渡層 430Cb 180220 3032 1530 MAG 復層 430Cb 180220 3032 1530表7 Q345C/00Cr18Ni5Mo3Si2雙相不銹復合鋼板的焊接工藝參數焊接位置 坡口形式 焊 縫 焊接材料 焊接電流/A 電弧電壓/V 焊接速度/cm·min-1 層 次 道 數 焊 條 直徑mm 平焊 X 基層 6 J507 3.2 125135過渡層 2 A312 3.2 95110 2224 2.53.0 復層 2 A042 3.2 90110 2224 3.03.5 立焊 X 基層 6 J507 3.2 110125 2325 1.52.0 過渡層 2 A312 3.2 95110 2224 1.52.0 復層 2 A042 3.2 90105 2224 2.02.5 橫焊 X 基層 10 J507 3.2 120135 2325 1.52.5 過渡層 3 A312 3.2 90110 2224 1.53.0 復層 4 A042 3.2 90110 2224 1.53.0 仰焊 X 基層 6 J507 3.2 110