不锈钢复合板槽的焊接工艺.docx

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1、不锈钢复合板槽的焊接工艺中铝山东分公司淄博万成工贸有限公司 （#$%#）徐立媚不锈钢复合板是以碳素钢或合金钢为基层，不锈钢为复层，制成的双金属复合钢板。一般由基层来保证复 合板的强度，复层来保证复合板的耐腐蚀性能。它既具 有不锈钢的美观耐用、成形性好、耐腐蚀性强等优良性 能，又有碳钢高强度和低成本的优点，因而应用广泛。 为此，本文分析了不锈钢复合板的焊接性，通过焊接工 艺评定，制定了焊接工艺，并将该工艺成功应用于槽的 制作中，效果良好。%& 焊接性分析槽母 材 为 #$%& ( %$) 不 锈 钢 复 合 板， 基 层 为#$%&，厚度为 *+，复层为 %$)，厚 )+。不锈钢复 合板焊接时，

2、应将基层和复层分开焊接，基层与复层交 界处应焊接过渡层。基层焊接和复层焊接属于同种焊 接，工艺比较成熟。过渡层焊接属于异种钢焊接，也是不 锈钢复合板焊接的关键。基层与复层成分及性能差异较大， 因此控制好过渡层的焊接是获得高质量接头的关键。不锈钢复合板过渡层焊接时主要存在的问题：（)）焊缝金属的稀释 由于基层碳钢不含合金元素,-、./，所以熔化时对焊缝金属中合金元素 ,-、./ 有稀 释作用，使焊缝中奥氏体形成元素 ,-、./ 含量减少， 焊缝金属中会产生马氏体淬硬组织，易产生裂纹，从而 恶化接头质量。因此，焊接过渡层时，应使用含铬、镍 量较多的焊接材料，使之即使受到基层的稀释，也不会 产生马氏

3、体淬硬组织。同时采用合适的焊接方法和焊接 工艺，减小基层一侧熔深和焊缝的稀释。（$）过渡层 当采用不锈钢作填充金属时，碳钢母材和填充材料成分相差悬殊。由于碳钢一侧液态金属温度较低、流动性较差，不能充分相互混合，所以靠近熔 合线碳钢成分所占比例越大，被稀释得就越严重，这部 分被稀释的焊缝金属称为过渡层，它在碳钢和不锈钢焊 缝之间会形成马氏体。当马氏体区较宽时，会显著降低 接头韧性，使用过程中出现脆性破坏。因而要求冲击韧 度较高时，选用高镍填充金属。（%）扩散层 基层碳钢含碳量高、合金元素含量 少，而不锈钢相反，在熔合线两侧形成浓度差。焊接复 合钢板时，碳从碳钢向不锈钢焊缝扩散，结果在熔合线 碳钢

4、一侧形成脱碳层而软化，在不锈钢焊缝一层形成增 碳层而硬化。扩散层随温度增高和高温停留时间加长而 增大。由于熔合线两侧金属性能相差悬殊，接头受力可 能引起应力集中，降低接头的高温强度和塑性，因而扩 散层是不锈钢复合板焊接的薄弱环节。（0）焊接接头高应力状态 由于碳钢与不锈钢线胀 系数、热导率不同，在焊接高温下会产生热应力。同时 焊接接头在交变温度条件下工作时，容易形成热疲劳裂 纹。因而焊后热处理消除焊接应力是不可能的，可选用 线胀系数与碳钢接近且塑性好的高镍基焊条焊接，使热 应力集中在不锈钢一侧熔合线处，通过不锈钢的塑性变 形，减小热应力及热疲劳应力的不利影响。& 不锈钢复合板的焊接工艺评定（)

5、）焊接方法的选择 根据复合钢板的材质和厚 度，并考虑现场施工，基层选用熔化极 ,1$ 气体保护 焊，复层焊接选用焊条电弧焊。,1$ 气体保护焊具有熔热加工! ! ! # $ % & & ( ) $ * $ 焊 接 与 切 割 # # $ 年 第 %$ 期!【摘要】 分析了 #$%& ( %$) 不锈钢复合板的焊接性，对复合板进行了焊接工艺评定，确定了 #$%& ( %$) 不锈钢复合板的焊接工艺。施焊过程中通过严格执行工艺规范，既保证了焊接质量，又提高了焊接效 率，满足设计要求。!#$%&(合比较小、生产率高、成本低、焊接变形和应力小、焊缝质量高等优点；焊条电弧焊熔合比较小，灵活性较 大，适用

6、范围广。不锈钢复合板 #$%& ( %$)，基层为 #$%&，厚度 为 *+，复层为 %$)，厚 )+。复层较薄，过渡层焊完 后，就无法进行复层的焊接。因此，采取不再添加过渡 层，而直接进行复层焊接的方案，但复层焊接工艺参照 过渡层进行。（$）焊接材料的选择 基层选用 ,-$ 气体保护焊， 焊丝选用 ./&01。考虑到碳钢对焊缝金属的稀释作 用、熔合区碳的扩散、焊接接头的应力分布、焊缝金属 的抗 裂 性 能， 复 层 焊 接 选 用 $&)% 型 的 .%02)1（3%0$），配合较小的熔合比，可以得到较高抗裂性能的 奥氏体 ( 铁素体组织。（%）坡口形式及焊接顺序 根据现场情况，坡口形 式采

7、用单面 4 形坡口，双面焊接。先焊基层，后焊复 层，以保证复合板焊接接头具有良好的耐腐蚀性能，并 尽量减少复层一侧的焊接工作量。（5）焊接参数的选择 选择焊接参数的基本出发点 是尽量减小碳钢的熔化量，降低熔合比。焊接时，选用 小直径、小电流、高电压和快速焊接。& 现场工艺要点（)）下料、打坡口、清理 不锈钢复合板总厚度为*+，主要是采用机械加工下料。加工时，复合层必须 向下，而基层向上。如果采用氧乙炔切割时，复层应向 下，从基层一侧开始下料，容易获得平滑断面；等离子 弧切割时，复层应向上。无论采用哪种方法下料，不可 损伤、污染复层表面，焊前必须打磨坡口处，对坡口及 其两侧 $0+ 范围内进行清

8、理，除去油污、锈及其他杂 质，复层不可有划伤和污染。（$）焊件的装配与点固 焊前装配要以复层为基准 对齐，错边量留在基层一侧，控制在 0 & 6 )+，错边量 过大将直接影响复层的焊接质量；必须保证工件装配间 隙，一般对接接头约为 ) & 6 $ 0+，错边。定位焊要在 基层面上进行，焊接材料、焊接参数与基层焊接相同， 严禁用错焊条，点焊焊缝不能产生裂纹和气孔，否则应 铲去重焊，点焊时粘在复层上的飞溅颗粒必须清除干净。（%）基层焊接 先焊基层，第一道基层焊缝不应熔 透到复层金属，一、二层间应保持适宜的低温，以防止复层过热，焊缝金属发生脆化或产生裂纹。基层焊完后，焊缝表面不得有裂纹、气孔和夹渣等

9、 缺陷，用碳弧气刨清根，使其表面略低于基层金属表 面，以保证焊接接头具有较好的耐腐蚀性。（5）复层焊接 复层焊缝应最后焊接，采用反极性， 尽量采用小电流、较大的焊接速度和小热输入施焊，以 减少基材金属的熔入量，减少焊缝的稀释率，严格控制 层间温度，允许在前后焊道施工间隙时冷却接头。（&）注意事项 严格按焊接工艺评定报告的焊接参 数进行施焊，注意延长熄弧时间，避免出现弧坑；焊缝 不允许咬边，若发生咬边，应进行修磨或补焊，补焊时 应按原焊接工艺进行，注意层间温度。（1）焊工资质要求所有焊工均必须持有 #$%&、 不锈钢全位置焊有效合格证，经考试合格，方可上岗。( 效果检查按以上工艺施焊，槽体焊缝表

10、面无裂纹、未熔合、 气孔和咬边等缺陷，经射线探伤抽检，焊缝一次合格， 达到!级焊缝质量。槽体经水压试验，一次成功，合格 率 )007 。实践表明，制定的槽体焊接工艺适当，焊接 质量优良，保证了产品的正常使用。（$008010%）（上接第 8$ 页）固定的目的。（$）焊前预热，采用电加热器进行局部预热，预热 温度 )&0 6 $009 。（%）焊接电流打底层为 20 6 )003，表层为 )00 6)$03，电弧电压 $0 6 $4，焊接速度 80 6 )00+ : +; : ? 5*%0$00&级合格。 对焊接部位进行机加工，测量变形量，满足使用要求。) 结语曲轴修复使用至今已一年多，经数次全面检查，焊 接部位无裂纹及其他缺陷。该压缩机运行平稳、正常，达到安全生产运行。（$0080&%)）热加工! ! ! # $ % & & ( ) $ * $ ! # 年 第 $# 期 焊 接 与 切 割现场解决方案