不銹復(fù)合鋼板的焊接

張艷紅

不銹復(fù)合銅板是以較薄的不銹鋼板作覆層，用較厚的珠光體銅板作基層的雙金屬復(fù)合鋼板。本文闡述了不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接性，從焊接材料的選用、坡口形式和尺寸、操作要領(lǐng)等方面分析了焊接工藝。

不銹鋼復(fù)合板是由不銹鋼板作為覆層，一般較薄，厚度只有總厚度的10～20%，最實用的厚度是1.5毫米，通常在內(nèi)部的容器或管道，承受腐蝕介質(zhì)，基層為較厚的珠光體鋼板，以滿足結(jié)構(gòu)的強度和剛度的要求。

不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接性

不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接實際上是奧氏體不銹鋼和珠光體鋼兩種異種鋼母材焊接，焊接既要達(dá)到基層結(jié)構(gòu)所要求的強度，又要滿足覆層的耐腐蝕性能的要求，另外還應(yīng)該考慮避免鉻、鎳合金元素在基層中含量增加，脆硬的馬氏體組織會在基層焊縫中形成，進(jìn)而產(chǎn)生裂縫，對焊接強度造成一定的影響；對于覆層要盡量避免碳化，因為覆層的碳化會在很大程度上降低其耐腐蝕性。

不銹復(fù)合鋼板的焊接工藝

焊接材料的選用

過渡層的焊接材料：過渡層，基層與覆層之間的邊界，為減少基層對覆層焊縫金屬的稀釋，充分補充焊接過程中合金元素的損失，采用焊條電弧焊焊接時，可選用鎳、鉻含量較高的焊條，用來降低碳鋼不銹鋼合金成分稀釋效應(yīng)，補充合金元素的損失。

基層的焊接材料：可以使用和基層相應(yīng)的焊接材料。在焊接過程中，原則上不預(yù)熱，也不進(jìn)行焊后消除應(yīng)力回火的熱處理，但是，更大的剛度、焊接部件的厚度時，焊前需進(jìn)行預(yù)熱，焊接基層可以全部或局部進(jìn)行消除應(yīng)力的回火熱處理，常用的焊接方法有焊條電弧焊和埋弧焊。

覆層的焊接材料：一般來說，使用和覆層材料相應(yīng)的焊接材料，焊接方法可以選用焊條電弧焊、氣體保護焊和埋弧焊。

坡口形式和尺寸

坡口一般都開在基層一側(cè)，是為了減少消耗的不銹鋼焊條；當(dāng)結(jié)構(gòu)形狀受到限制時，有時也在覆層一層開坡口，同時還可以防止第一道基層焊縫中混入奧氏體鋼。坡口形式主要為v形坡口，參考碳鋼的坡口標(biāo)準(zhǔn)制定其角度、根部間隙及鈍邊等尺寸。當(dāng)復(fù)合鋼板的厚度大于14ram時坡口也可加工成x形、x與u形的復(fù)合形。

裝配定位焊

焊件裝配時，以覆層為基準(zhǔn)對齊，特別是對于不同厚度的焊件集對，更要注意它。錯邊最好不要超過1mm，因為如果覆層面錯邊大，覆層面的焊接質(zhì)量將會受到影響。定位焊一定要焊在基層上。定位焊的長度一般控制在10～30mm的范圍內(nèi)。

操作要領(lǐng)

不銹鋼復(fù)合鋼板對接焊縫焊接順序是：先焊基層，然后焊接過渡層，最后焊接覆層。即先焊基層一側(cè)，然后從一邊的覆層焊接根除，用干凈的砂輪磨削，再次檢查合格后，再對過渡層和覆層焊接。這樣可以減少覆層一側(cè)的焊接質(zhì)量和鏟除基層焊跟的工作量，并且避免覆層焊縫的多次重復(fù)加熱，從而提高焊縫質(zhì)量。

焊接基層時，為避免覆層中鉻、鎳等合金元素對基層的稀釋作用，應(yīng)避免熔化至不銹鋼覆層，否則稀釋效應(yīng)會顯著降低焊縫的塑性，引起熱裂紋和冷裂紋。因此，在加工坡口時，要留出一定的鈍邊量，對于大于16mm厚度的基層?？上扔煤笚l電弧焊進(jìn)行2～3層的打底，再用埋弧焊焊接?；鶎雍附油瓿珊蟮暮缚p應(yīng)進(jìn)行全面檢查，確認(rèn)焊縫內(nèi)部質(zhì)量要求后，然后開始做焊接過渡層的準(zhǔn)備工作。

焊接過渡層之前，應(yīng)先把不銹復(fù)合鋼板覆層一側(cè)鏟削成U形坡口，為了防止未焊透，一定要鏟到暴露出基層的第一層焊縫為止，并且要打磨干凈，然后再焊接過渡層。過渡層的焊接，一般采用焊條電弧焊，嘗試用小電流、電極較小的振蕩幅度，盡量使緊靠基層一側(cè)的熔深淺些，如果太多的基層金屬熔化到過渡層，由于焊縫碳的稀釋作用，硬脆馬氏體結(jié)構(gòu)就會形成，從而降低接頭的塑性和耐腐蝕性。焊接過渡層高度將近覆層厚度的1/2時，就改用覆層焊條焊接。

焊接覆層時，為減少降低覆層焊縫的耐腐蝕性、塑性及其鉻、鎳含量，要注意防止基層金屬熔入焊縫。當(dāng)不銹鋼復(fù)合鋼板的厚度小于1.6毫米時，用過渡層的焊接材料對覆層一側(cè)進(jìn)行焊接；當(dāng)鋼板厚度在1.6～3.0mm時，通常先焊基層，后焊覆層，即在覆層和基層面各焊一層，采用的焊接材料均是焊接過渡層的焊接材料；當(dāng)焊接厚度為3.0～6.0mm時，在基層一側(cè)開成800 v形坡口。選用焊接過渡層的焊接材料先焊基層一側(cè)。然后再焊覆層一側(cè)。在焊接薄件的不銹復(fù)合鋼板時，一定要在不影響焊縫質(zhì)量的前提下，加快焊接的冷卻速度，避免覆層在400～800℃停留時間過長，而影響其耐腐蝕性。

注意事項：焊接坡口前應(yīng)使用汽油、丙酮等嚴(yán)格去除油，并在覆層坡口兩側(cè)150mm范圍內(nèi)涂上白堊水溶液，防止飛濺和粘在覆層上，影響防腐蝕性能。在主要位置焊接，必須使用碳鋼焊條，千萬不要用不銹鋼焊條。當(dāng)定位焊點附近的覆層時，必須控制在小電流，防止覆層的碳化現(xiàn)象，影響覆層的耐蝕性。禁止使用過渡層焊條焊在覆層表面，嚴(yán)禁用碳鋼焊條焊在覆層。使用小電流、直流反向連接焊接覆層，多道焊接，且焊條不適合做橫向擺動。焊接后，覆層一側(cè)使用不銹鋼鋼絲刷進(jìn)行清理，基層一側(cè)使用碳素鋼鋼絲刷進(jìn)行清理。

焊后熱處理及焊接殘余應(yīng)力的消除

不銹鋼復(fù)合鋼板焊后熱處理的方式應(yīng)根據(jù)工藝要求來執(zhí)行。通常情況下，經(jīng)常使用機械方法消除焊接殘余應(yīng)力，特殊情況下熱處理方法同樣可以消除焊接殘余應(yīng)力，但應(yīng)在焊接過渡層之前進(jìn)行；對于要求對焊縫進(jìn)行晶間腐蝕傾向檢驗的不銹復(fù)合鋼板焊縫，應(yīng)注意不要使熱處理溫度超過它的敏化溫度。

不銹鋼復(fù)合鋼板焊接，雖然有一定的困難，但是只要制定合理的焊接工藝，嚴(yán)格控制焊接預(yù)熱、層間溫度等焊接工藝措施，以及焊后脫氫等，合理選擇焊接材料和控制熔口比，嚴(yán)格遵守焊接要點，盡可能防止焊接冷裂縫的出現(xiàn)，確保焊接接頭的高溫力學(xué)性能，不銹鋼復(fù)合板的焊接質(zhì)量還是非常穩(wěn)定的。