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(gang)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)。
這樣(yang)(yang),不銹鋼復合中厚鋼板的焊(han)(han)(han)接(jie)將分(fen)為三(san)個部分(fen):一(yi)(yi)是復層(ceng)之(zhi)間(jian)的焊(han)(han)(han)接(jie),如(ru)同單一(yi)(yi)復層(ceng)鋼板的焊(han)(han)(han)接(jie)一(yi)(yi)樣(yang)(yang),沒有難(nan)度(du);二(er)是基層(ceng)之(zhi)間(jian)的焊(han)(han)(han)接(jie),如(ru)同單一(yi)(yi)基層(ceng)鋼板的焊(han)(han)(han)接(jie)一(yi)(yi)樣(yang)(yang),也沒有難(nan)度(du);三(san)是基層(ceng)與復層(ceng)之(zhi)間(jian)過渡層(ceng)的焊(han)(han)(han)接(jie),難(nan)度(du)比較大,如(ru)同異種鋼焊(han)(han)(han)接(jie)。
為了保證(zheng)焊(han)接(jie)接(jie)頭有良(liang)好的(de)耐蝕(shi)性,通常應當(dang)避(bi)免(mian)(mian)復層(ceng)(ceng)焊(han)后再次(ci)或(huo)多次(ci)受熱。因(yin)此在(zai)焊(han)接(jie)不(bu)銹復合中厚板時,一般先焊(han)接(jie)基(ji)(ji)層(ceng)(ceng),后焊(han)復層(ceng)(ceng)。基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)比較厚又是先焊(han),只(zhi)要坡口適當(dang),可(ke)(ke)以完(wan)全避(bi)免(mian)(mian)復層(ceng)(ceng)金(jin)屬熔入基(ji)(ji)層(ceng)(ceng)焊(han)縫金(jin)屬中的(de)可(ke)(ke)能性。
根據對(dui)(dui)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)性能(neng)要求(qiu)(通(tong)常是耐蝕性),復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊縫應當盡量與(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)母材相同(tong),這(zhe)(zhe)(zhe)也是焊接(jie)(jie)(jie)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)一(yi)(yi)條基(ji)(ji)(ji)本(ben)原則(ze)。但是焊接(jie)(jie)(jie)材料選用時要考(kao)(kao)慮兩個問題:一(yi)(yi)是要考(kao)(kao)慮復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)板本(ben)身的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)性,重要的(de)(de)是防止(zhi)焊縫出現結晶裂(lie)紋(wen)。這(zhe)(zhe)(zhe)就要求(qiu)焊縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)化學(xue)成(cheng)分與(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)有(you)所不同(tong),以(yi)使(shi)其含(han)有(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)鐵素體(ti)組織。二是要考(kao)(kao)慮基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼(gang)板對(dui)(dui)焊縫金(jin)屬(shu)的(de)(de)稀釋(shi)作用。因為(wei)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊接(jie)(jie)(jie)是在基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊縫的(de)(de)基(ji)(ji)(ji)礎上開(kai)始的(de)(de),并且(qie)還必須(xu)保證基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間有(you)良好的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)性,同(tong)時由(you)于復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不厚,焊接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數有(you)限,這(zhe)(zhe)(zhe)種(zhong)稀稀作用是難(nan)于避免的(de)(de)。為(wei)了克服(fu)這(zhe)(zhe)(zhe)一(yi)(yi)缺陷,合(he)理的(de)(de)辦法是在基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)同(tong)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)接(jie)(jie)(jie)合(he)面處設置一(yi)(yi)個過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),完成(cheng)由(you)基(ji)(ji)(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)到復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)成(cheng)分過(guo)渡(du)。這(zhe)(zhe)(zhe)樣一(yi)(yi)來,從(cong)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上開(kai)始對(dui)(dui)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊接(jie)(jie)(jie),就比(bi)較接(jie)(jie)(jie)近(jin)于該種(zhong)不銹(xiu)鋼(gang)板的(de)(de)焊接(jie)(jie)(jie)。
不銹鋼(gang)復合(he)中厚鋼(gang)板焊(han)接(jie)的(de)(de)關鍵問題(ti)是(shi)復層與基(ji)層交界(jie)部位的(de)(de)焊(han)接(jie),也(ye)就是(shi)過(guo)渡層(又稱隔(ge)離層)的(de)(de)焊(han)接(jie)問題(ti)。從熔焊(han)的(de)(de)冶金學(xue)分析,過(guo)渡層的(de)(de)焊(han)接(jie)同前(qian)面(mian)討論的(de)(de)異種(zhong)鋼(gang)焊(han)接(jie)沒有本(ben)質(zhi)的(de)(de)區別(bie)。為(wei)保(bao)證過(guo)渡層能完(wan)成(cheng)化(hua)學(xue)成(cheng)分由(you)基(ji)層到復層的(de)(de)過(guo)渡,很重要的(de)(de)是(shi)選(xuan)擇合(he)適的(de)(de)焊(han)接(jie)材料(liao)和穩定(ding)的(de)(de)焊(han)接(jie)參數以(yi)保(bao)證熔合(he)比基(ji)本(ben)穩定(ding)。這(zhe)個熔合(he)比也(ye)可以(yi)通過(guo)坡口尺寸和焊(han)接(jie)工藝在較大范圍(wei)內變(bian)化(hua)。
不(bu)銹鋼(gang)復合中(zhong)厚鋼(gang)板的(de)過(guo)渡層宜薄(bo)不(bu)宜厚。值得注意(yi)的(de)還(huan)(huan)有(you)(you)(you),由于不(bu)銹鋼(gang)同碳鋼(gang)(或(huo)低合金結(jie)構(gou)鋼(gang))之間的(de)熱物理性(xing)(xing)能(特(te)別(bie)是(shi)膨(peng)脹系數)差別(bie)較大。為(wei)了防止焊(han)后冷卻(que)過(guo)程中(zhong)或(huo)以后服役(yi)過(guo)程中(zhong)因溫差應(ying)力(li)而(er)開裂,應(ying)當保證過(guo)渡層具(ju)有(you)(you)(you)優(you)良(liang)的(de)塑性(xing)(xing)和韌性(xing)(xing),使它能夠(gou)起(qi)到吸(xi)收和緩沖應(ying)力(li)對兩(liang)金屬交界面的(de)有(you)(you)(you)害作用,避免焊(han)接接頭(tou)產(chan)生裂紋。另外,還(huan)(huan)要考慮(lv)在過(guo)渡層上焊(han)接復層時,不(bu)至于過(guo)分的(de)被過(guo)渡層所稀釋。