不銹鋼復合中厚鋼板是由化學成分和物理性能有很大差異,焊接性也有重大差異的兩層鋼板組合而成,因而不可能用單一種焊接材料和焊接工藝進行焊接,而應將基層和復層區別對待。如果單獨采用適合于基層的焊接材料和焊接工藝,則焊接復層時會出現中合金水平的馬氏體鋼焊縫,不僅力學性能不良,還容易產生焊接裂紋,而且完全喪失了復層應有的耐蝕性;如果采用一種適合復層的不銹鋼焊接材料進行施焊,雖然易于得到腐蝕性能合格的復層表面,然而基層焊縫金屬卻完全由高、中合金水平的馬氏體鋼成分組成,其焊接裂紋傾向非常大,而且其塑性、強度等級不能同鋼板整體協調,以至在載荷作用下會出現不連續應力狀態,可能誘發斷裂失效,完全違背了制造不銹鋼復合中厚鋼板的初衷。為了防止基層成分對復層焊縫金屬的不利影響,以保證焊接接頭質量和性能,需要預先在基層焊縫表面熔敷一層規定成分的金屬層,稱之為過渡層(又稱隔離層)。
這(zhe)樣,不銹鋼(gang)(gang)復(fu)合中厚鋼(gang)(gang)板的焊接(jie)將分(fen)為三個部分(fen):一是(shi)復(fu)層(ceng)之間(jian)(jian)的焊接(jie),如(ru)同(tong)單一復(fu)層(ceng)鋼(gang)(gang)板的焊接(jie)一樣,沒有難度(du);二是(shi)基層(ceng)之間(jian)(jian)的焊接(jie),如(ru)同(tong)單一基層(ceng)鋼(gang)(gang)板的焊接(jie)一樣,也(ye)沒有難度(du);三是(shi)基層(ceng)與復(fu)層(ceng)之間(jian)(jian)過渡層(ceng)的焊接(jie),難度(du)比較大,如(ru)同(tong)異種(zhong)鋼(gang)(gang)焊接(jie)。
為了(le)保證焊(han)接接頭(tou)有良(liang)好的(de)耐蝕性,通常應當(dang)避(bi)免(mian)復(fu)(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)焊(han)后再次或多次受熱。因此在(zai)焊(han)接不銹復(fu)(fu)(fu)(fu)合中厚(hou)板(ban)時,一般先(xian)焊(han)接基層(ceng)(ceng),后焊(han)復(fu)(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)。基層(ceng)(ceng)比較厚(hou)又是先(xian)焊(han),只要坡口(kou)適當(dang),可以完全避(bi)免(mian)復(fu)(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)金(jin)屬(shu)熔入(ru)基層(ceng)(ceng)焊(han)縫金(jin)屬(shu)中的(de)可能性。
根(gen)據(ju)對(dui)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)(de)性(xing)能要(yao)(yao)求(通(tong)常是耐蝕(shi)性(xing)),復(fu)(fu)(fu)層(ceng)焊縫(feng)(feng)應當盡量與復(fu)(fu)(fu)層(ceng)母材(cai)(cai)相(xiang)同(tong)(tong),這也是焊接(jie)不銹鋼的(de)(de)(de)一(yi)(yi)條(tiao)基(ji)(ji)本(ben)原(yuan)則。但是焊接(jie)材(cai)(cai)料選用(yong)時要(yao)(yao)考(kao)慮兩個(ge)(ge)問題:一(yi)(yi)是要(yao)(yao)考(kao)慮復(fu)(fu)(fu)層(ceng)鋼板本(ben)身的(de)(de)(de)焊接(jie)性(xing),重要(yao)(yao)的(de)(de)(de)是防止焊縫(feng)(feng)出現結晶裂(lie)紋。這就(jiu)要(yao)(yao)求焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)化學(xue)成分與復(fu)(fu)(fu)層(ceng)有(you)所不同(tong)(tong),以使其含有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)鐵素體組(zu)織。二是要(yao)(yao)考(kao)慮基(ji)(ji)層(ceng)鋼板對(dui)焊縫(feng)(feng)金(jin)屬(shu)的(de)(de)(de)稀釋作用(yong)。因為復(fu)(fu)(fu)層(ceng)焊接(jie)是在基(ji)(ji)層(ceng)焊縫(feng)(feng)的(de)(de)(de)基(ji)(ji)礎上開始(shi)的(de)(de)(de),并(bing)且還必須保證基(ji)(ji)層(ceng)與復(fu)(fu)(fu)層(ceng)之間(jian)有(you)良好的(de)(de)(de)焊接(jie)性(xing),同(tong)(tong)時由(you)于復(fu)(fu)(fu)層(ceng)不厚,焊接(jie)的(de)(de)(de)層(ceng)數有(you)限,這種(zhong)稀稀作用(yong)是難于避免的(de)(de)(de)。為了克服這一(yi)(yi)缺陷,合(he)理的(de)(de)(de)辦法是在基(ji)(ji)層(ceng)同(tong)(tong)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)(de)接(jie)合(he)面處設置一(yi)(yi)個(ge)(ge)過(guo)渡層(ceng),完成由(you)基(ji)(ji)層(ceng)到復(fu)(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)(de)成分過(guo)渡。這樣一(yi)(yi)來,從過(guo)渡層(ceng)上開始(shi)對(dui)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)焊接(jie),就(jiu)比較接(jie)近于該種(zhong)不銹鋼板的(de)(de)(de)焊接(jie)。
不銹鋼復合中(zhong)厚鋼板焊接(jie)的(de)(de)(de)(de)關鍵問題是復層與(yu)基層交界(jie)部位(wei)的(de)(de)(de)(de)焊接(jie),也就是過渡(du)層(又稱隔離(li)層)的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)問題。從熔(rong)焊的(de)(de)(de)(de)冶金學(xue)分(fen)析,過渡(du)層的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)同(tong)前面討論的(de)(de)(de)(de)異(yi)種(zhong)鋼焊接(jie)沒有本(ben)質的(de)(de)(de)(de)區(qu)別(bie)。為保證過渡(du)層能(neng)完成化學(xue)成分(fen)由基層到復層的(de)(de)(de)(de)過渡(du),很重要的(de)(de)(de)(de)是選擇合適的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)材(cai)料和穩(wen)定的(de)(de)(de)(de)焊接(jie)參(can)數以保證熔(rong)合比基本(ben)穩(wen)定。這個熔(rong)合比也可以通過坡(po)口尺寸和焊接(jie)工藝在較(jiao)大范圍(wei)內變(bian)化。
不銹鋼(gang)復合(he)中厚鋼(gang)板的(de)(de)(de)(de)過渡層(ceng)(ceng)宜(yi)薄不宜(yi)厚。值得注(zhu)意(yi)的(de)(de)(de)(de)還有,由于不銹鋼(gang)同碳鋼(gang)(或(huo)低合(he)金結構鋼(gang))之間的(de)(de)(de)(de)熱物理性能(neng)(特(te)別是膨脹系(xi)數)差(cha)別較大(da)。為了防止焊(han)(han)后(hou)冷卻過程中或(huo)以后(hou)服(fu)役過程中因溫差(cha)應力而開裂(lie)(lie),應當保證過渡層(ceng)(ceng)具有優良的(de)(de)(de)(de)塑(su)性和(he)韌性,使(shi)它能(neng)夠起到吸收和(he)緩沖應力對兩金屬交界面的(de)(de)(de)(de)有害作用,避免焊(han)(han)接(jie)接(jie)頭產(chan)生裂(lie)(lie)紋。另外,還要(yao)考慮在過渡層(ceng)(ceng)上焊(han)(han)接(jie)復層(ceng)(ceng)時,不至于過分的(de)(de)(de)(de)被過渡層(ceng)(ceng)所稀(xi)釋。

