一、焊接工艺的制定
不锈复合钢板的焊接属于不同组织异种钢的焊接,焊接时如果焊接工艺不合理,在焊接应力作用下易产生结晶裂纹, 在热影响区易产生液化裂纹。 当用结构钢焊条焊接基层时,如果熔化到不锈钢复层,由于合金元素渗入焊缝,焊缝硬度增加,塑性降低,易导致裂纹产生;当用不锈钢焊条焊接复层时,如果熔化到结构钢基层, 会使焊缝合金成分稀释而降低焊缝的塑性和耐腐蚀性。
1.焊接材料
复合钢板的基层和复层分别选用各自适用的焊接材料进行焊接。 关键是接近复层的过渡区部分,必须考虑基层的稀释作用, 选用Cr、Ni 当量较高的奥氏体填充金属来焊接过渡区部分,避免出现马氏体脆硬组织。焊接方法选用手工电弧焊。焊接材料,基层选用E5015 型焊条,焊前于 200 ℃保温 1 h 烘干 ;过渡层选 用E309-16 (E
2.坡口形式
基层侧采用“V”形坡口带钝边,复层侧采用“I”形坡口,下料方法采用等离子弧切割,坡口均采用机械方法制备。
3.焊前过程控制
在焊接之前,要严格按照设计和规范要求控制板料的几何尺寸,必须在允许偏差之内,严格控制以下工艺:(1)下料划线:禁止在复层表面切割线内用针划线打样冲眼,不得用墨汁、油漆涂写,尽量避免铁器碰伤、划伤表面。(2)试样材料厚度为16mm+3mm,采用切割机进行切割时复层朝下,从基层侧开始切割并严禁熔渣溅到复层表面。切割前留有加工余量,切割后用刨边机把切割的热影响区刨掉。坡口也采用刨边机进行加工,加工后的坡口要进行外观检验,不得有裂纹和分层,否则要进行修补。(3)拼接:拼接前坡口两侧各20mm内外表面要用不锈钢丝刷清理,复层距坡口100mm范围内要涂防飞溅材料。拼接时应以复层为标准,保证对口错边量≤1mm,间隙l~2mm。
4.焊接顺序
与单一材质的焊接相比,复合板的焊接较复杂,主要表现在焊缝金属易稀释,过渡区有碳迁移发生;熔合区易产生淬硬组织;接头存在较大的残余应力等。
过渡层由于两种钢的化学成分和物理性能差别较大,存在碳钢基层与不锈钢基层及焊接填充金属间的互熔问题,这是一个复杂的合金化过程,根据焊接顺序的不同,可分为以下两种情况。
先焊基层时,在碳钢上熔焊过渡层焊缝金属,易产生马氏体组织,硬化带小于1mm,最高硬度值约230HV。
先焊复层时,在过渡层上熔焊碳钢焊缝金属,形成中合金焊缝,硬化带约2.5mm,最高硬度值>460HV,易产生焊接裂纹。
因此,通常先在基层根部进行打底焊,再焊接基层全部,然后进行X 射线探伤检验,合格后再焊接背面。 背面焊前,先用砂轮打磨清根,然后焊接过渡层,最后焊接复层。
二、焊接要点
(l)焊基层第一层时须特别注意不得将低合金金属沉积到复层上。(2)基层或过渡层焊后经射线探伤合格后才能开始焊接过渡层或复层。(3)焊复层前必须清除坡口边缘复层坡口上的飞溅物。(4)过渡层的熔敷金属必须完全盖满钢层b=1.5~2.5mm,并盖过不锈钢与碳钢交界面 a=0.5~1.5mm。(5) 过渡层第一遍焊接要采用小参数、反极性、直道多道焊,以降低对复层的稀释。(6)复层焊接过程中为保证焊接质量要用小直径焊条进行多道焊,对焊层的堆焊高度要控制到最小,不超过1~8mm。(7)复层焊接时,必须彻底清除过渡层熔渣及其它表面附着物,道间温度控制在60℃以下,并用10倍放大镜检查无表面缺陷时,方可焊接下一层。(8)焊时应注意引弧和熄弧的质量,收弧应将弧坑填满,多层焊时的层间接头应错开。
三、焊接时的注意事项