不銹鋼復合中厚鋼板基層或復層的焊接方法與焊接不銹鋼(gang)和碳鋼(或低合金結構鋼)一樣,可以采用焊條電弧焊、埋弧焊、CO2氣體保護焊、惰性氣體保護焊和復合焊等方法。復層更常用的是焊條電弧焊和氬氣保護焊。



一、焊接材料(liao)的選擇


不銹鋼(gang)復(fu)(fu)合中厚鋼(gang)板的焊(han)縫由(you)過渡層(ceng)(ceng)(又稱隔(ge)離層(ceng)(ceng))、基層(ceng)(ceng)和復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)三個(ge)部分組成,各自焊(han)接(jie)材(cai)料的選擇如(ru)下:


 1. 過渡層所選(xuan)用的焊(han)接材料(liao) 


    為了保證復層側焊縫合金不受或少受基層金屬的稀釋,過渡層的焊接材料肯定不能選用碳鋼(或低合金鋼)的焊接材料,必須選用鉻、鎳含量高于復層中含量的不銹鋼的焊接材料。這是為了充分補償碳鋼有可能對復層焊縫金屬的稀釋作用和補充焊接過程中合金元素的燒損,且過渡層合金應具有良好的塑性和韌性。當不銹鋼復合中厚鋼板焊接構件對焊縫金屬的塑性要求和對耐蝕性要求不高時,其過渡層可選用焊接復層的焊接材料。對于大厚度的不銹復合鋼板的焊接構件,其剛度特別大,可選用純鎳焊條作為過渡層的焊接材料。


 2. 基層的焊接(jie)材料 


    選用與基(ji)(ji)層(ceng)碳鋼(gang)(或低合(he)金(jin)結構鋼(gang))單(dan)獨焊接(jie)(jie)時相同的焊接(jie)(jie)材料,并以(yi)同樣的焊接(jie)(jie)工(gong)藝(yi)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)施焊。基(ji)(ji)層(ceng)施焊前原則上不進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)預熱(re)(re),焊后不進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)消除應力的回(hui)(hui)火(huo)處(chu)理(li)。但是,對(dui)于(yu)厚度大、剛度大且基(ji)(ji)層(ceng)為低合(he)金(jin)結構鋼(gang)的焊接(jie)(jie)構件,仍要進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)預熱(re)(re),焊后仍需要進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)整體或局部(bu)回(hui)(hui)火(huo)熱(re)(re)處(chu)理(li)來(lai)消除焊接(jie)(jie)殘余(yu)應力。回(hui)(hui)火(huo)熱(re)(re)處(chu)理(li)溫度不宜(yi)過高,一(yi)般(ban)控制在400℃,以(yi)免影響復(fu)層(ceng)不銹鋼(gang)的耐蝕性。


 3. 復層焊接材(cai)料的選用 


    原則上與單獨焊接(jie)不銹(xiu)鋼時的焊接(jie)材(cai)料相同,焊接(jie)工藝也相同。不銹(xiu)鋼復(fu)合中厚鋼板的焊接(jie)方法和所選用的焊接(jie)材(cai)料見表5-33(摘自(zi)GB/T 13148-2008)。


33.jpg


    全國壓(ya)(ya)力容器(qi)(qi)標準(zhun)化技術委員會(hui)推薦(jian)(jian)《GB/T 985.2-2008復合鋼(gang)的推薦(jian)(jian)坡口》在壓(ya)(ya)力容器(qi)(qi)及受壓(ya)(ya)元(yuan)件使用,見表(biao)5-34~表(biao)5-37。



    焊接(jie)坡口一(yi)般采用機械加(jia)工方法制成。若采用等(deng)離子弧切(qie)割(ge)、氣(qi)割(ge)等(deng)方法加(jia)工坡口,則應除去坡口表(biao)面的氧化(hua)層和過熱層。



二、焊接坡口


  常用對接接頭和角接接頭的坡口形式及尺寸如圖 5-15 和 圖 5-16 (摘自GB/T 13148-2008)所示。


 




三、裝配與(yu)定(ding)位焊


  不銹(xiu)鋼(gang)復合中(zhong)厚鋼(gang)板在組(zu)裝以(yi)前,應采用機(ji)械方法(fa)及(ji)(ji)有機(ji)溶劑(如丙(bing)酮、酒精、香(xiang)蕉水等(deng))清除焊(han)絲表面和焊(han)接坡口(kou)兩側不小(xiao)于20mm范圍內的油污(wu)、銹(xiu)跡、金屬屑、氧化膜及(ji)(ji)其他污(wu)物(wu)。多(duo)層多(duo)道焊(han)時,應清除每道焊(han)縫表面的熔渣和缺陷(xian)等(deng)。


  裝(zhuang)配時,厚(hou)(hou)度相同(基層和(he)復(fu)層厚(hou)(hou)度均(jun)相同)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中厚(hou)(hou)鋼(gang)板,應以復(fu)層表面為(wei)基準,其錯邊(bian)量不(bu)應大于復(fu)層厚(hou)(hou)度的(de)(de)1/2,且(qie)不(bu)應大于2mm。厚(hou)(hou)度不(bu)同(復(fu)層厚(hou)(hou)度不(bu)同或(huo)基層厚(hou)(hou)度不(bu)同,或(huo)兩者均(jun)不(bu)同)的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中厚(hou)(hou)鋼(gang)板的(de)(de)裝(zhuang)配基準,按設計圖樣(yang)的(de)(de)規定執行。


  定位(wei)焊一定要在基層上進行(xing),所選用的(de)(de)焊接材料與焊接基層時(shi)的(de)(de)焊接材料相同,不允許用復(fu)層的(de)(de)焊接材料在基層上進行(xing)定位(wei)焊。定位(wei)焊的(de)(de)長(chang)度(du)和間距,可根據焊件的(de)(de)具體(ti)(ti)情況(kuang)具體(ti)(ti)確定。發現定位(wei)焊縫出現裂(lie)紋或其他不允許存(cun)在的(de)(de)缺陷時(shi),應予以鏟除,并移位(wei)再焊。



四、焊接順序


  焊(han)(han)接時,宜先焊(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng),經清(qing)根及規(gui)定的(de)質量檢驗項目合格后(hou),再焊(han)(han)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng),最后(hou)焊(han)(han)復層(ceng)(ceng)。若(ruo)不能按此(ci)方(fang)案執行時,也可先焊(han)(han)復層(ceng)(ceng),再焊(han)(han)過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng),最后(hou)焊(han)(han)基(ji)層(ceng)(ceng);但在這(zhe)種情況下,基(ji)層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)接,宜用性能不低(di)于過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)焊(han)(han)接的(de)奧(ao)氏體焊(han)(han)條或焊(han)(han)絲。


圖 17.jpg


 1. 基層的(de)焊接 


    焊(han)(han)接(jie)基(ji)層(ceng)時,其(qi)焊(han)(han)道不應觸(chu)及和熔化(hua)復(fu)(fu)層(ceng),先(xian)焊(han)(han)基(ji)層(ceng)時,其(qi)焊(han)(han)道根(gen)部或表(biao)面(mian)(mian),應距復(fu)(fu)合(he)(he)界面(mian)(mian)1~2mm。是(shi)否采取(qu)預熱措施,視基(ji)層(ceng)厚度、鋼種及結構(gou)等(deng)因素而定。對接(jie)焊(han)(han)縫的(de)順序如圖5-17a、b所示(shi),先(xian)將開好坡口的(de)不銹(xiu)鋼復(fu)(fu)合(he)(he)中厚鋼板(ban)裝配(pei)好,首(shou)先(xian)焊(han)(han)接(jie)基(ji)層(ceng)碳鋼(或低合(he)(he)金結構(gou)鋼)。基(ji)層(ceng)焊(han)(han)接(jie)完畢后(hou)要對其(qi)焊(han)(han)縫進行(xing)檢查(包(bao)括焊(han)(han)縫表(biao)面(mian)(mian)和焊(han)(han)縫內部質(zhi)量(liang)(liang)),確(que)認焊(han)(han)縫質(zhi)量(liang)(liang)(特別是(shi)焊(han)(han)縫內部質(zhi)量(liang)(liang))達到合(he)(he)格標準后(hou),才能做焊(han)(han)接(jie)過渡層(ceng)的(de)準備工作(zuo)。


 2. 過渡層的焊(han)接 


    如圖(tu)5-17c所示,在復(fu)(fu)層不銹鋼(gang)板一(yi)側進行(xing)鏟(chan)削,并將待焊(han)(han)根部制成圓弧形。為了防止(zhi)未焊(han)(han)透,鏟(chan)削要進行(xing)到暴露出基層碳鋼(gang)為止(zhi),并打磨干凈(jing)。焊(han)(han)接過渡層時(見圖(tu)5-17d),其焊(han)(han)縫要穩(wen)定(ding)地熔化復(fu)(fu)層不銹鋼(gang)板的一(yi)定(ding)厚度,才能(neng)(neng)起到隔離作用(yong)。施(shi)焊(han)(han)時,應采(cai)用(yong)較小(xiao)(xiao)直徑(jing)的焊(han)(han)條或焊(han)(han)絲及較小(xiao)(xiao)的焊(han)(han)接線能(neng)(neng)量。過渡層的厚度不小(xiao)(xiao)于2mm。過渡層焊(han)(han)縫經檢查合格后,才能(neng)(neng)對復(fu)(fu)層進行(xing)施(shi)焊(han)(han)。


 3. 復層(ceng)的焊接(jie) 


    焊(han)(han)接(jie)(jie)復(fu)層時(見圖5-17e),道間溫度應(ying)(ying)不高(gao)于100℃,并盡(jin)可能采用較小的(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)熱輸入(ru)量(liang)。在不影響焊(han)(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭質量(liang)的(de)前提(ti)下,可加快不銹鋼焊(han)(han)接(jie)(jie)冷卻速度,避免復(fu)層在600~1000℃停留時間過長,而影響其耐蝕性(xing)。復(fu)層焊(han)(han)縫表(biao)面(mian),應(ying)(ying)盡(jin)可能與復(fu)層表(biao)面(mian)保持(chi)平整、光順。對接(jie)(jie)焊(han)(han)縫余高(gao),應(ying)(ying)不大于1.5mm。角接(jie)(jie)焊(han)(han)縫的(de)凹凸度及焊(han)(han)腳高(gao)度,應(ying)(ying)符合設計(ji)圖樣的(de)規(gui)定。


  不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)復(fu)(fu)合中厚鋼(gang)(gang)板的(de)(de)搭接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)和(he)角接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)頭(tou)形式如圖(tu)5-18和(he)圖(tu)5-19所(suo)(suo)示。在(zai)待(dai)焊(han)區中碳鋼(gang)(gang)和(he)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)共(gong)存(cun)部位,要選(xuan)用過渡(du)層(ceng)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)。待(dai)焊(han)處都(dou)是(shi)碳鋼(gang)(gang)時,可以(yi)按基層(ceng)所(suo)(suo)選(xuan)用的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao)進行施焊(han);同樣,待(dai)焊(han)區都(dou)是(shi)不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)材(cai)料(liao)時,理應(ying)選(xuan)用復(fu)(fu)層(ceng)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao),但考慮(lv)到焊(han)接(jie)(jie)(jie)熔池的(de)(de)深度,可能(neng)將(jiang)基層(ceng)熔化,此時第一層(ceng)焊(han)縫仍要選(xuan)用過渡(du)層(ceng)的(de)(de)焊(han)接(jie)(jie)(jie)材(cai)料(liao),切(qie)不(bu)(bu)可忽視。





五、注意事項


  1. 焊(han)接前若發現不(bu)銹鋼(gang)復(fu)(fu)合(he)中(zhong)(zhong)厚鋼(gang)板有分(fen)(fen)層(ceng)(ceng)情況,不(bu)允許進行(xing)焊(han)(han)接。如果在焊(han)(han)接坡(po)口邊(bian)緣(yuan)有分(fen)(fen)層(ceng)(ceng),會導致鋼(gang)板復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)和(he)基(ji)層(ceng)(ceng)之間焊(han)(han)合(he)不(bu)良。此時一定(ding)要將不(bu)銹鋼(gang)復(fu)(fu)合(he)中(zhong)(zhong)厚鋼(gang)板全部進行(xing)無損檢測,若其分(fen)(fen)層(ceng)(ceng)范圍很小,可以(yi)徹底鏟(chan)除分(fen)(fen)層(ceng)(ceng)進行(xing)補(bu)焊(han)(han)(即堆焊(han)(han)),待修復(fu)(fu)后才能進行(xing)正式施(shi)焊(han)(han)。


  2. 基層(ceng)一側(ce)和(he)復(fu)層(ceng)一側(ce)的待焊處,應分別使用(yong)(yong)專(zhuan)用(yong)(yong)砂輪和(he)鋼(gang)(gang)絲刷(shua)等工具修磨,基層(ceng)側(ce)必須使用(yong)(yong)碳鋼(gang)(gang)鋼(gang)(gang)絲刷(shua),而復(fu)層(ceng)側(ce)必須使用(yong)(yong)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的鋼(gang)(gang)絲刷(shua)。


  3. 對(dui)復(fu)層、基(ji)(ji)層和過(guo)渡層所(suo)用的三種焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料分(fen)別做出明顯標(biao)記(ji),嚴(yan)格區分(fen),防止(zhi)混淆(xiao)。絕對(dui)禁止(zhi)用焊(han)(han)(han)接(jie)基(ji)(ji)層的焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料焊(han)(han)(han)接(jie)過(guo)渡層或(huo)焊(han)(han)(han)接(jie)復(fu)層;同(tong)樣,也要防止(zhi)焊(han)(han)(han)接(jie)復(fu)層的焊(han)(han)(han)接(jie)材(cai)(cai)(cai)料錯用在焊(han)(han)(han)接(jie)基(ji)(ji)層或(huo)過(guo)渡層的焊(han)(han)(han)縫上(shang)。


  4. 基層的根部焊縫通常采用焊條電弧焊進行施焊,第二層以上的焊縫在可能的情況下選用埋弧焊或CO2氣體保護焊,以提高生產效率,減輕人工勞動強度。在大多數的情況下過渡層采用焊條電弧焊,在保證焊透的情況下,為了減少合金元素的稀釋,希望熔合比小一些,盡可能采用小的焊接電流、快速焊、不允許焊條作橫向擺動的焊接,盡量選用低碳或超低碳不銹鋼焊接材料,目的是提高焊縫金屬耐蝕性。焊接時應選用小的熱輸入,使其在溫度600~1000℃停留時間越短越好,以避免遭受晶間腐蝕。


  5. 復(fu)層(ceng)不銹鋼焊(han)接后,仍要進行酸洗和(he)鈍化(hua)處理(li),或者在復(fu)層(ceng)焊(han)接接頭的局部區域進行酸洗,去除褐色氧化(hua)膜的化(hua)學處理(li)。




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