不鏽鋼複合板焊接工藝特點和技(jì)巧
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不鏽鋼複合(hé)板是(shì)由複(fù)層(不鏽鋼)和基層(碳鋼、低合金鋼等)複合(hé)軋製而成的雙金(jīn)屬,由複層保證耐蝕性能,強度主要靠基層獲得,這樣可以節約大量不鏽鋼,具有良(liáng)好的經濟價值。不鏽鋼複合板由於具有良好的綜合性能和價格優勢,在石油化工、食品工業等領(lǐng)域得到日益廣泛的(de)應(yīng)用。不鏽鋼複合(hé)板焊(hàn)接既(jì)不同(tóng)於不鏽鋼,也不同於碳鋼或低合金鋼,而有(yǒu)其特點和難點(diǎn)。
一、不鏽鋼複(fù)合板(bǎn)的焊接特(tè)點 從設計角(jiǎo)度考慮,不鏽鋼複合板的基層主要是保證強度,複(fù)層主要是保證其(qí)耐蝕性能,中(zhōng)間增加的過渡層(céng)隻是焊(hàn)接工藝的(de)需要。為(wéi)了保證複合鋼板不失去其原有的(de)綜合性能,需要對基層和複層分別焊接。除了基(jī)層和複層的焊接(jiē)外,還有(yǒu)過渡層焊接的問題,這是不鏽鋼複合板焊接的主要特點(diǎn)。複層焊縫和基層焊縫之問,以(yǐ)及複層焊縫與基(jī)層母材交界處宜采用(yòng)過渡焊(hàn)縫。基(jī)層和複層的過渡層焊接(jiē)是不鏽(xiù)鋼(gāng)複合板焊接的(de)關鍵。
二、不鏽鋼複合板焊接技術要點 1.焊接方法(fǎ)的選擇 焊接不鏽鋼複(fù)合板時,基層(céng)大都采(cǎi)用焊條電弧焊。對於直徑大、厚度(dù)大的不鏽鋼複(fù)合板產品,基層也可以采(cǎi)用(yòng)埋弧焊。基層采(cǎi)用埋弧焊的優越性(xìng)是(shì)多方麵的(de):生產效率高、焊縫質量優、表麵成形美(měi)觀(guān)、勞(láo)動條件好(hǎo)、節省焊接材料和電(diàn)能。過渡層和複層焊接,*常(cháng)用的方法是焊條電弧焊。 2.焊接工藝評定 GBl50 1998《鋼(gāng)製壓力容器》規定,凡是新材料(liào)、新焊接工藝(yì)均應進行焊接(jiē)工藝評定。焊接工藝評定應以可靠的鋼材焊接性能試驗為依據,並在產品焊接之前完成。不鏽鋼複合板能否通過焊接工藝(yì)評定,是不鏽(xiù)鋼(gāng)複合板焊接的關鍵所在。目前,不(bú)鏽鋼複合板的焊接工藝評定應按照JB 4708~2000《鋼製壓力容器焊接工藝評定》附錄A(標準的附錄)“不鏽鋼複合鋼焊接(jiē)工藝評定”進行,並遵守該標準正文的(de)有關規定。 |
3.焊接材料的選擇
不鏽鋼複合板的焊接材料按照JB/T 4709—2000《鋼製(zhì)壓力容器焊接規程》正文(wén)和附錄A(標準的附錄)“不鏽鋼複合鋼焊接規(guī)程(chéng)”表A1推薦選用。
不(bú)鏽鋼複合板過渡層的焊接十分重要,過渡層焊接材料的選擇(zé)也十(shí)分重要。焊(hàn)接過渡層的目的,是為了(le)補償由於(yú)稀釋所引起的合金元素(如鉻、鎳等)的降低,使複層焊縫的合金成分保持應有的(de)水平。過渡層焊接(jiē)時,基層結構鋼的(de)局部熔化使不鏽鋼(gāng)焊縫合金成分稀釋。同時,還有鉻、鎳合金元素的燒損問題。這樣就會(huì)降低不鏽鋼焊縫中的鉻、鎳(niè)合金元素含量,增加不鏽鋼焊縫的含(hán)碳量,從而使不鏽鋼焊縫中容易形成硬而脆的馬氏體組織,降低焊(hàn)接接頭的塑性、韌性和耐腐蝕性能。因此,在實際焊接生產中,為了補償這些合金元素的損失,使過渡層的合金性能保持應(yīng)有的水(shuǐ)平,應該選(xuǎn)用含Cr、Ni等(děng)合金元素量高和含碳量(liàng)低的焊接材料,但也應考(kǎo)慮抗(kàng)裂性,控製焊縫的稀(xī)釋(shì)率。這樣(yàng)才能在正(zhèng)常的焊接參數下,得到雙相組織的焊縫(féng),避免產(chǎn)生大量(liàng)馬氏體組織和焊接冷裂紋。在不鏽(xiù)鋼複合板(bǎn)過渡層焊接中,不僅存在著合金元素(sù)的稀釋和燒損,而且還有組織和性質上(shàng)的變(biàn)化。因此(cǐ),從保證過(guò)渡區的安全性出發,采用奧307、奧312型焊條是(shì)比較恰當的。
應(yīng)根(gēn)據圖樣要求或(huò)工藝條(tiáo)件選用(yòng)標準坡口或自行設計坡口。不鏽鋼複合板(bǎn)的坡口應(yīng)有利於減少(shǎo)過渡層焊縫金屬的稀釋率。不鏽鋼複合板常用坡口形(xíng)式和尺寸可按JB/T4709-2000《鋼製壓力容器焊接規程》附錄A(標準的附錄)“不鏽鋼複合鋼焊接規程”圖A1、圖A2選用,參見圖1、圖2。

圖1、圖2所示的焊接坡口形式可供基層采用埋狐焊時參考。這種坡幾形式的優點是:
(1)坡口尺寸標注以複層為(wéi)基(jī)準,盡量使複層對齊(qí),以保(bǎo)證其耐腐蝕性能。
(2)基層(céng)與複層完全分開,便(biàn)於(yú)焊工實際操作。
(3)在剝離(lí)複層側時,向基層刨去(qù)深度1Mm,增加了複層的厚度,保證了過渡層和複層的焊接質量,保證了耐腐蝕性能。
(4)在複(fù)層側設計(jì)30。斜角(jiǎo),可(kě)以防止焊縫夾渣和未熔合缺陷。
(5)有利於進行(háng)x射線探傷(shāng)檢查,易於發現缺陷,便於返修。
5.控製(zhì)錯邊量
對(duì)不(bú)鏽鋼(gāng)複合板錯邊量控製的要求要比普通碳(tàn)鋼或(huò)低合金鋼嚴格得多,控製不鏽鋼複合板的(de)錯邊量不超標,是保證其強度和耐蝕性能的一個關(guān)鍵。為(wéi)此,采取以下措施:
(1)嚴格按照“筒體下料展開(kāi)尺寸的(de)**解”計算展開長度,並保證(zhèng)實際下料尺寸準確。
(2)保證筒節滾圓質量,控製好圓度。
(3)坡口形式尺寸標注以複層(céng)為基準,確保錯邊量不超標。
(4)環縫組對采用“圓環形徑向找圓工裝”,保證簡體圓度,保證組對質量。
(5)封頭與筒體組對,首先保證各自的網度,再以封頭周長匹配筒體周長,保證(zhèng)封頭與筒休的組對質量。
(6)組對時以複層為基準,防止複層錯邊量超(chāo)標。
6.施焊焊工
從事鍋(guō)爐壓力容(róng)器焊接工作的焊工必須按照國家質(zhì)量監督檢驗檢疫總局製定的《鍋爐壓力容(róng)器壓力(lì)箭道焊_I二考試與管理規則》進行考試,取得焊工合格證後,才能在有效期間內擔任合格項目範圍內的焊(hàn)接工作。焊工必須按圖樣、工藝文件和技術標準施焊。焊工應(yīng)在規定部位打上焊工鋼印,對於有防腐要求的不鏽鋼以及複合(hé)鋼板製壓(yā)力容器不得在(zài)防腐而(ér)采用(yòng)硬(yìng)印作為焊工識別標誌,而應用簡圖記(jì)錄焊工代號,並將簡圖(tú)列入產品質量證明(míng)書中提供給用戶。
7.焊接要求
為了保證不鏽鋼複合板原有的綜合性能,應對基層、過(guò)渡(dù)層(céng)和複層分別進行焊接。不鏽鋼複合(hé)板焊接時(shí),應注意以下(xià)幾(jǐ)點:
(1)嚴格按照圖(tú)樣、焊(hàn)接工(gōng)藝和有關標準施焊。
(2)遵循先焊接基層,再焊接過渡層,*後焊接複層的焊接順序。
(3)為防止沾附焊接飛濺,施焊前需在不鏽鋼複合板坡口兩側100mm範(fàn)圍內刷塗防飛(fēi)濺(jiàn)塗料。
(4)定位焊縫隻(zhī)允許在基層金屬而上采用焊接基層金屬的電焊條施焊。
(5)基層的焊接,應嚴防基層焊縫熔化到不鏽鋼的過渡層甚至複層焊縫,以免少量(liàng)高鉻、高鎳的不鏽鋼成分稀釋到碳(tàn)素鋼(gāng)焊(hàn)縫中形成馬氏體組織而(ér)發生硬化。在不鏽鋼一側的基層焊(hàn)縫盡量采用無飛濺(jiàn)的焊(hàn)接方法(例如埋弧(hú)焊、非熔化極氬弧焊等),因為碳素鋼的飛濺會在複層表麵(miàn)造成鏽蝕。
(6)嚴防碳鋼或低合金鋼焊(hàn)條焊接(jiē)在複層上或過渡層焊條焊在複層麵上。
(7)焊接過渡層時,為減小稀釋率,在保證焊透的條件下(xià),應盡可能采用小直徑焊條,並采用小規範反(fǎn)極性進行直道(dào)焊,以降低基(jī)層對過渡層焊縫的(de)稀釋。
(8)複層焊接前,仔細**坡口邊(biān)緣複層坡口上的飛濺物(wù)。
(9)複(fù)層焊(hàn)接時,為保證焊接質量,必(bì)須控(kòng)製焊接熱輸入,應采取多層多道快速不擺動焊法,盡量采用小的焊接(jiē)熱輸入和電流,並快速焊接。複層焊接時,不應預熱和緩冷,有時甚至采(cǎi)取強製冷卻措施(shī),以盡量減少焊縫在400~850%溫度區問的停留時間,防止焊縫產生奧氏體品界局部(bù)貧鉻,析出σ脆性相,產生475℃脆性,從(cóng)而保證焊縫金屬具有良好的力學性能和抗晶問腐蝕性能。
(10)不鏽鋼複合(hé)板(bǎn)焊接的關鍵是提高焊縫一次合格率,減少返修次數。因為不鏽鋼複合(hé)板焊接接頭的組織和性能十分不均勻,焊縫返修時經常產生熱裂紋(wén)。
(11)不鏽鋼設備接(jiē)觸介質的一麵(miàn)焊縫應盡可能(néng)*後焊接。
(12)嚴格控(kòng)製不鏽鋼(gāng)表麵機械損(sǔn)傷和飛濺物。
8.預熱和熱處理
不鏽鋼複合板焊前(qián)預熱和焊後熱處理(lǐ)按JB/T4709--2000《鋼(gāng)製壓力容器焊接規程》進行。
(1)焊前預熱 當不鏽鋼複合(hé)板基層(céng)需要預熱時,應以(yǐ)複合鋼的總厚度作(zuò)為確定(dìng)預熱溫度的厚度參數。當基層需要進行預(yù)熱時,施(shī)焊過渡層的焊縫也必(bì)須(xū)預熱。
(2)焊後熱處理不鏽鋼複合板應盡量避(bì)免焊後熱處理。當需要進行焊後熱處理時,應避免複層母材(cái)和焊接接頭(tóu)中鉻碳化物(wù)析出和形成σ,相。如焊後熱處理溫度在不鏽鋼的敏化溫度區間之內,就會降低不鏽鋼的耐腐蝕性能,使(shǐ)不鏽鋼產生晶間腐蝕裂紋。為解決這個問(wèn)題,可以采用“低溫長時”的熱處理方式,即適當降低熱處(chù)理(lǐ)溫度,延長保溫時(shí)間。
9.焊接檢驗
在基層焊接完畢之後、過渡層與複層焊接之前,對基層一般應(yīng)進行射線探傷檢查。發現超標缺陷,立即進(jìn)行返(fǎn)修。返修完畢並經射線探傷檢查(chá)合格後,再將複層側的基層(céng)焊縫表麵打磨平整,一般應進行滲透探傷檢查(chá),經過滲透(tòu)探傷檢查合(hé)格後(hòu),再焊接過渡層和複層。過渡層和複層焊接完畢後(hòu),一般還應進行滲透探傷檢(jiǎn)查。
三、結語
綜上所述,不鏽鋼複合板(bǎn)焊接技(jì)術要點主要有:
(1)設計科學合(hé)理的焊接坡口形(xíng)式。
(2)嚴格(gé)控製不(bú)鏽鋼複合板的錯邊量。
(3)正確選擇焊接方法、焊接材料(liào)與合理的焊接參數。
(4)由持證焊工在有效期問內擔任合格(gé)項目範圍內的焊接工作(zuò)。
(5)正確選擇(zé)合理的焊接順序。
(6)基層和複層之間的過渡層(céng)焊(hàn)接是不鏽鋼複合板焊接的(de)關鍵(jiàn),過渡層(céng)的成分選擇也十分重要。

