【不銹鋼復合板的焊接工藝】
使用范圍
本工藝適用于以各種不銹鋼為復材、低碳鋼或低合金鋼為基材總厚度大于或等于4mm的不銹鋼復合板的焊接。
焊接材料的選擇
2.1焊接材料選用原則
2.1.1 復層材料的選用應保證熔敷金屬的合金元素的含量不低于復層材料標準規(guī)定的下限值。
2.1.2 過渡層的焊條宜選擇25%Cr-13%Ni型或25%Cr-20%Ni型以補充基層對復層的稀釋，對復層含鉬的不銹鋼復合板，應采用25%-13%Ni-Mo型焊條。
2.2 常用不銹鋼復合板焊接材料可按表2.2-1、2.2-2選取。
表2.2-1 常用不銹鋼復合板過渡層及復層焊接材料的選用
復層材質(zhì) | 過渡層焊接 | 復層焊接 | |||
焊條牌號 | 焊條型號 | 焊條牌號 | 焊條型號 | 焊絲鋼號 | |
06Cr19Ni10 (304) | A302 A307 A062 A402 A407 | E309-16 E309-15 E309L-16 E310-16 E310-15 | A102 A107 | E308-16 E308-15 | H0Cr21Ni10 |
022Cr19Ni10 （304L） | A062 | E309L-16 | A002 | E308L-16 | H00Cr21Ni10 |
06Cr18Ni11Ti (321) 1Cr18Ni9Ti | A302 A307 A062 A402 A407 | E309-16 E309-15 E309L-16 E310-16 E310-15 | A132 A137 | E347-16 E347-15 | H0Cr20Ni10Ti H0Cr20Ni10Nb |
022Cr17Ni14Mo2 (316L) | A042 | E309MoL-16 | A022 | E316L-16 | H0Cr19Ni12Mo2 |
06Cr17Ni12Mo2 | A312 A042 | E309Mo-16 E309MoL-16 | A022 | E316-16 | H00Cr19Ni12Mo2 |
1Cr13 | A302 A307 A402 A407 | E309-16 E309-15 E310-16 E310-15 | A302 A102 | E309-16 E308-16 | H0Cr14 |
310S | A402 A407 | E310-16 E310-15 | A402 A407 | E310-16 E310-15 | ER310S |
表2.2-2 常用不銹鋼復合板基層焊接材料的選用
基層材質(zhì) | 手弧焊 | 埋弧焊 | 氬弧焊 | CO2保護焊 | |||
焊條 | 焊絲鋼號 | 焊劑 | 焊絲鋼號 | 焊絲鋼號 | |||
型號 | 牌號 | 型號 | 牌號 | ||||
Q235A、Q235B、20g、20R | E4303 E4315 | J422 J427 | H08A H08MnA | HJ401-H08A HJ401-H08MnA | HJ431 | H08Mn2SiA | H08Mn2SiA |
16Mn | E5015 | J507 | H08MnA H10Mn2 H10MnSi | HJ401-H08MnA HJ401-H10Mn2 HJ401-H10MnSi | HJ431 | H08Mn2SiA | H08Mn2SiA |
16MnR | E5015 E5015-G | J507 J507R | |||||
焊前準備
3.1 下料
不銹鋼復合鋼板的切割以及坡口加工盡量采用機械加工方法，切割面應光滑，采用剪床切割時，復層應朝上。也可以采用等離子切割，切割時復層朝上，嚴禁將切割的熔渣落在復層上。
3.2 坡口加工及檢查
坡口形式和尺寸按圖紙設計規(guī)定，如設計未明確規(guī)定的，可參照圖3.2-1選用。
坡口選用原則：確保焊接質(zhì)量填充金屬少，熔合比小，便于操作。
坡口加工一般采用機械方法制成。若采用等離子切割、氣割等方法開制坡口，則必須去除復材表面的氧化層
d. 加工完的坡口要進行外觀檢查，不得有裂紋和分層，否則應進行修補。
3.3焊前清理
坡口及其兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)應用機械方法及有機溶劑進行表面清理，清除表面的油污、銹跡、金屬屑、氧化膜及其他污物，復層距離坡口100mm范圍內(nèi)應涂防飛濺涂料。
3.4 焊件裝配
a.裝配應以復層為基準，其錯邊量不得大于復層厚度的二分之一，且不大于2mm，對于復層厚度不同時，按較小的復層厚度取錯邊量
b.定位焊應焊在基層母材上，且采用與焊接基層金屬相同的焊接材料。手弧焊定位焊焊縫參照表3.5-1
表3.4-1手弧焊定位焊焊縫尺寸（mm）
焊件厚度 | 焊縫厚度 | 焊縫長度 | 間距 |
≤20 | ≤0.7δ0 | ＞30 | 不大于500 |
＞20 | 不小于8 | ＞50 |
δ0為基層厚度
c.在裝配過程中，嚴禁在復層上焊接工卡具，工卡具應焊在基層一側(cè)。
d.復層一側(cè)附件的焊接要符合設計圖紙要求，當設計要求復層測附件焊在基層金屬上時，應先將復層部分剝開，采用過渡層焊條將不銹鋼托架焊在基層殼體上，焊縫表面采用與焊復層相同的焊條進行焊接。
焊接
當產(chǎn)品技術(shù)條件要求焊接工藝評定時，須在開工前由施工單位根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點以及技術(shù)要求制定焊接工藝評定，并取得質(zhì)量監(jiān)督部門的認可。
4.1 焊接方法
基層的焊接*采用手工電弧焊、埋弧焊、及二氧化碳氣體保護焊。復層和過度層的焊接，采用鎢極氬弧焊和手工電弧焊，也可采用能確保焊接質(zhì)量的其他焊接方法。
4.2 焊接程序
焊接宜先焊基層，再焊過渡層，之后焊復層（如圖4.2-1所示）。當條件受到限制時，也可先焊復層，再焊過渡層和基層，在這種情況下，如果復合板厚度小于10mm，基層的焊接可直接選用與過渡層相同的焊接材料，如果復合板厚度大于10mm，這時可適當加大過渡層的焊接厚度（過渡層的焊接厚度應大于或等于5mm），再后碳鋼或低合金焊接基層。
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基層的焊接
焊接基層焊道不得觸及和熔化復材，先焊基材時，其焊道根部或表面，應距復合界面1-2mm。焊縫余高應符合有關標準的規(guī)定。視基材厚度、鋼種以及結(jié)構(gòu)等因素，必要時可采用適當?shù)念A熱處理。
過渡層的焊接
焊接過渡層時，要在保證熔合良好的前提下盡量減少基材金屬的熔入量降低熔合比。為此應采用較小直徑的焊條或焊絲以及較小的焊接線能量。過渡層的厚度應不小于2mm。
復層的焊接
在焊接復層時，要注意保護復層的表面，防止焊接飛濺物損傷復層表面，不得在復層表面隨意引弧、焊接卡蘭、吊環(huán)以及臨時支架等。復層焊縫表面應盡可能與復層表面保持平整、光順。對接焊縫余高不大于1.5mm
5、焊后熱處理
5.1焊后熱處理按設計要求執(zhí)行。
5.2用不銹鋼復合板制造的容器、管道或部件，當需要進行焊后熱處理時，*在焊接過渡層之前進行，并按基層要求熱處理加熱溫度。常用的不銹鋼復合板焊后熱處理參數(shù)見表4.3.2-1。
表4.3.2-1 常用的不銹鋼復合板焊后熱處理參數(shù)
復層材料 | 基層材料 | 加熱溫度（℃） | 恒溫時間 （h） | 加熱速度 （℃/ h） | 冷卻速度 （℃/ h） |
鐵素體系 馬氏體系 奧氏體系 | Q235A、Q235B 20g、20R、16Mn、16MnR | 580~620 | T/25,且不小于1/4 | 400℃以上時，加熱速度不得超過5000/T℃/ h，且不得超過200℃/ h，不低于50℃/ h | 不得超過6500/T℃/ h，且不得超過260℃/ h，不低于50℃/ h，400℃以下自然冷卻 |
12CrMo | 600~680 |
注：T為不銹鋼復合板總厚度（mm）。
5.3 有耐腐蝕要求的不銹鋼復合板焊制的容器管道，其復層焊縫表面要進行酸洗鈍化處理。
6、焊接質(zhì)量檢驗
不銹鋼復合板構(gòu)件的焊接質(zhì)量檢驗項目一般包括外觀檢驗、無損探傷、力學性能試驗、壓力試驗、晶間腐蝕傾向試驗以及金相檢驗等，每個產(chǎn)品的檢驗項目應按產(chǎn)品設計圖樣和技術(shù)條件的規(guī)定執(zhí)行。
6.1外觀檢驗
a.焊縫成形良好，尺寸應符合設計要求。
b.焊縫及熱影響區(qū)表面不得有氣孔、夾渣、裂紋、弧坑等缺陷。
c. 當產(chǎn)品設計圖樣及技術(shù)條件無明確規(guī)定時，基層側(cè)焊縫的咬邊深度不得大于0.5mm，咬邊長度不得大于該焊縫全長的10%，且不得大于100mm。復層一側(cè)不得有咬邊缺陷。
6.2 當產(chǎn)品技術(shù)條件要求進行焊接工藝評定，或要求提供產(chǎn)品焊接試板的性能以及技術(shù)條件規(guī)定時，還要進行力學性能試驗、焊縫的無損探傷、金相檢驗等。
7、返修
當發(fā)現(xiàn)焊接接頭有不允許存在的缺陷時，應將缺陷清除干凈，并按有關返修工藝要求進行返修。
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