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不鏽鋼複合板焊接技術要點

日期:2025-06-22 18:42
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摘要:

不鏽鋼複合板焊接技術要點詳情參考www.xabuxiugang.com

不鏽鋼複合板是由複層(不鏽鋼)和基層(碳鋼、低合金鋼等)複合軋製而成的雙金屬,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、食品工業等領域得到日益廣泛的應用。不鏽鋼複合板焊接既不同於不鏽鋼,也不同於碳鋼或低合金鋼,而有其特點和難點。 

一、不鏽鋼複合板的焊接特點

從設計角度考慮,不鏽鋼複合板的基層主要是保證強度,複層主要是保證其耐蝕性能,中間增加的過渡層隻是焊接工藝的需要。為了保證複合鋼板不失去其原有的綜合性能,需要對基層和複層分彆焊接。除了基層和複層的焊接外,還有過渡層焊接的問題,這是不鏽鋼複合板焊接的主要特點。複層焊縫和基層焊縫之問,以及複層焊縫與基層母材交界處宜采用過渡焊縫。基層和複層的過渡層焊接是不鏽鋼複合板焊接的關鍵。

二、不鏽鋼複合板焊接技術要點

1.焊接方法的選擇

焊接不鏽鋼複合板時,基層大都采用焊條電弧焊。對於直徑大、厚度大的不鏽鋼複合板產品,基層也可以采用埋弧焊。基層采用埋弧焊的優越性是多方麵的:生產效率高、焊縫質量優、表麵成形美觀、勞動條件好、節省焊接材料和電能。過渡層和複層焊接,*常用的方法是焊條電弧焊。

2.焊接工藝評定

GBl50 1998《鋼製壓力容器》規定,凡是新材料、新焊接工藝均應進行焊接工藝評定。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評定,是不鏽鋼複合板焊接的關鍵所在。目前,不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)“不鏽鋼複合鋼焊接工藝評定”進行,並遵守該標準正文的有關規定。 

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《鋼製壓力容器焊接規程》正文和附錄A(標準的附錄)“不鏽鋼複合鋼焊接規程”表A1推薦選用。

不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也十分重要。焊接過渡層的目的,是為了補償由於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水平。過渡層焊接時,基層結構鋼的局部熔化使不鏽鋼焊縫合金成分稀釋。同時,還有鉻、鎳合金元素的燒損問題。這樣就會降低不鏽鋼焊縫中的鉻、鎳合金元素含量,增加不鏽鋼焊縫的含碳量,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有的水平,應該選用含Cr、Ni等合金元素量高和含碳量低的焊接材料,但也應考慮抗裂性,控製焊縫的稀釋率。這樣才能在正常的焊接參數下,得到雙相組織的焊縫,避免產生大量馬氏體組織和焊接冷裂紋。在不鏽鋼複合板過渡層焊接中,不僅存在著合金元素的稀釋和燒損,而且還有組織和性質上的變化。因此,從保證過渡區的**性出發,采用奧307、奧312型焊條是比較恰當的。 

4.坡口設計

應根據圖樣要求或工藝條件選用標準坡口或自行設計坡口。不鏽鋼複合板的坡口應有利於減少過渡層焊縫金屬的稀釋率。不鏽鋼複合板常用坡口形式和尺寸可按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。

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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基準,儘量使複層對齊,以保證其耐腐蝕性能。
(2)基層與複層完全分開,便於焊工實際操作。
(3)在剝離複層側時,向基層刨去深度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)在複層側設計30。斜角,可以防止焊縫夾渣和未熔合缺陷。
(5)有利於進行x射線探傷檢查,易於發現缺陷,便於返修。 

5.控製錯邊量

對不鏽鋼複合板錯邊量控製的要求要比普通碳鋼或低合金鋼嚴格得多,控製不鏽鋼複合板的錯邊量不超標,是保證其強度和耐蝕性能的一個關鍵。為此,采取以下措施:
(1)嚴格按照“筒體下料展開尺寸的**解”計算展開長度,並保證實際下料尺寸準確。
(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,防止複層錯邊量超標。

6.施焊焊工

從事鍋爐壓力容器焊接工作的焊工必須按照國家質量監督檢驗檢疫總局製定的《鍋爐壓力容器壓力箭道焊_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接工作。焊工必須按圖樣、工藝文件和技術標準施焊。焊工應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鋼板製壓力容器不得在防腐而采用硬印作為焊工識彆標誌,而應用簡圖記錄焊工代號,並將簡圖列入產品質量證明書中提供給用戶。

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、過渡層和複層分彆進行焊接。不鏽鋼複合板焊接時,應注意以下幾點:
(1)嚴格按照圖樣、焊接工藝和有關標準施焊。
(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範圍內刷塗防飛濺塗料。
(4)定位焊縫隻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,以免少量高鉻、高鎳的不鏽鋼成分稀釋到碳素鋼焊縫中形成馬氏體組織而發生硬化。在不鏽鋼一側的基層焊縫儘量采用無飛濺的焊接方法(例如埋弧焊、非熔化極氬弧焊等),因為碳素鋼的飛濺會在複層表麵造成鏽蝕。
(6)嚴防碳鋼或低合金鋼焊條焊接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,應儘可能采用小直徑焊條,並采用小規範反極性進行直道焊,以降低基層對過渡層焊縫的稀釋。
(8)複層焊接前,仔細**坡口邊緣複層坡口上的飛濺物。
(9)複層焊接時,為保證焊接質量,必須控製焊接熱輸入,應采取多層多道快速不擺動焊法,儘量采用小的焊接熱輸入和電流,並快速焊接。複層焊接時,不應預熱和緩冷,有時甚至采取強製冷卻措施,以儘量減少焊縫在400~850%溫度區問的停留時間,防止焊縫產生奧氏體品界局部貧鉻,析出σ脆性相,產生475℃脆性,從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)不鏽鋼複合板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。
(11)不鏽鋼設備接觸介質的一麵焊縫應儘可能*後焊接。
(12)嚴格控製不鏽鋼表麵機械損傷和飛濺物。

8.預熱和熱處理

不鏽鋼複合板焊前預熱和焊後熱處理按JB/T4709--2000《鋼製壓力容器焊接規程》進行。
(1)焊前預熱 當不鏽鋼複合板基層需要預熱時,應以複合鋼的總厚度作為確定預熱溫度的厚度參數。當基層需要進行預熱時,施焊過渡層的焊縫也必須預熱。
(2)焊後熱處理不鏽鋼複合板應儘量避免焊後熱處理。當需要進行焊後熱處理時,應避免複層母材和焊接接頭中鉻碳化物析出和形成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,使不鏽鋼產生晶間腐蝕裂紋。為解決這個問題,可以采用“低溫長時”的熱處理方式,即適當降低熱處理溫度,延長保溫時間。

9.焊接檢驗

在基層焊接完畢之後、過渡層與複層焊接之前,對基層一般應進行射線探傷檢查。發現超標缺陷,立即進行返修。返修完畢並經射線探傷檢查合格後,再將複層側的基層焊縫表麵打磨平整,一般應進行滲透探傷檢查,經過滲透探傷檢查合格後,再焊接過渡層和複層。過渡層和複層焊接完畢後,一般還應進行滲透探傷檢查。

三、結語

綜上所述,不鏽鋼複合板焊接技術要點主要有:
(1)設計科學合理的焊接坡口形式。
(2)嚴格控製不鏽鋼複合板的錯邊量。
(3)正確選擇焊接方法、焊接材料與合理的焊接參數。
(4)由持證焊工在有效期問內擔任合格項目範圍內的焊接工作。
(5)正確選擇合理的焊接順序。
(6)基層和複層之間的過渡層焊接是不鏽鋼複合板焊接的關鍵,過渡層的成分選擇也十分重要。
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