複合鋼闆的(de)焊接

随着石油、化(huà)工(gōng)等工(gōng)業(yè)的(de)發展，壓力容器(qì)廣泛應用于各工(gōng)業(yè)部門,其工(gōng)作(zuò)溫度範圍越來(lái)越寬，容量不斷增大，有(yǒu)些還(hái)要求耐介質腐蝕。壓力容器(qì)主要為(wèi)圓柱形，也有(yǒu)球形或其他(tā)形狀。根據結構形式，可分為(wèi)多層式壓力容器(qì)、繞闆式壓力容器(qì)、型槽繞帶式壓力容器(qì)、熱套式壓力容器(qì)、鍛焊式壓力容器(qì)和(hé)厚闆卷焊式壓力容器(qì)等。大多數壓力容器(qì)由鋼制成，也有(yǒu)的(de)用鋁、钛等有(yǒu)色金(jīn)屬和(hé)玻璃鋼、預應力混凝土(tǔ)等非金(jīn)屬材料制成。壓力容器(qì)所用的(de)全部金(jīn)屬材料要具有(yǒu)優良的(de)性能,包括材料的(de)力學性能、耐腐蝕性、耐高(gāo)溫性和(hé)制作(zuò)工(gōng)藝等。壓力容器(qì)在使用中如發生(shēng)爆炸，會造成災難性事(shì)故。因而，焊接工(gōng)作(zuò)者應具備專業(yè)的(de)焊接技(jì)能，保證完成的(de)焊接産品的(de)內(nèi)外(wài)質量。

複合鋼闆是由不鏽鋼、鎳基合金(jīn)、銅基合金(jīn)或钛闆為(wèi)複層，珠光(guāng)體(tǐ)鋼為(wèi)基層，以爆炸焊、複合軋制、堆焊等方法制成的(de)雙金(jīn)屬闆材。複合鋼闆的(de)基層應滿足接頭強度和(hé)剛度的(de)要求，複層應滿足耐蝕等要求。為(wèi)了保證複合鋼闆不失原有(yǒu)的(de)綜合性能，對(duì)基層和(hé)複層必須分别進行焊接。

基層和(hé)複層交界處的(de)焊接屬異種鋼焊接，其焊接性主要取決于基層和(hé)複層的(de)物(wù)理(lǐ)性能、化(huà)學成分、接頭形式、填充金(jīn)屬成分。目前應用較多的(de)是奧氏體(tǐ)不鏽鋼為(wèi)複層、珠光(guāng)體(tǐ)為(wèi)基層的(de)複合鋼闆，其次是鐵(tiě)素體(tǐ)鋼為(wèi)複層、珠光(guāng)體(tǐ)為(wèi)基層的(de)複合鋼闆。

一、焊接要點

1、焊接方法

在焊接複合鋼闆時(shí)，通(tōng)常采用焊條電(diàn)弧焊、埋弧焊、鎢極氩弧焊、CO₂氣體(tǐ)保護焊及等離子(zǐ)弧焊等焊接方法。目前常用鎢極氩弧焊或焊條電(diàn)弧焊焊接複層，用埋弧焊或焊條電(diàn)弧焊焊接基層。

2、坡口形式

對(duì)接接頭坡口形式可采用V形、X形、V和(hé)U聯合形坡口。也可以在接頭背面一小(xiǎo)段間(jiān)隔內(nèi)進行機(jī)械加工(gōng)，去(qù)掉複層金(jīn)屬，以确保焊接基層焊道(dào)時(shí)不使基層焊肉焊到複層上(shàng)。一般盡可能采用X形坡口雙面焊，先焊基層，再焊過渡層，最後焊複層，以保證焊接接頭具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)耐腐蝕性。

同時(shí)，還(hái)應考慮過渡層的(de)焊接特點，盡量減少複層一側的(de)焊接工(gōng)作(zuò)量。無論複層位于內(nèi)側或外(wài)側，均先焊接基層。複層位于內(nèi)側時(shí)，在焊複層以前應從(cóng)內(nèi)側對(duì)基層焊根進行清根。複層位于外(wài)側時(shí)，應對(duì)基層最後焊道(dào)進行修磨光(guāng)。焊複層時(shí)，先焊過渡層，再焊複層。

3、填充金(jīn)屬選擇

在大多數情況下(xià)，選用合适的(de)中間(jiān)填充金(jīn)屬作(zuò)為(wèi)鋼的(de)過渡層，從(cóng)而控制複層金(jīn)屬終極焊道(dào)的(de)含鐵(tiě)量，避免複層和(hé)基層處焊道(dào)産生(shēng)脆化(huà)、裂紋等，保證複層焊道(dào)的(de)耐蝕、耐磨等特殊性能。

4、焊接順序及焊材選用

① 通(tōng)常先焊基層，第一道(dào)基層(碳鋼、低(dī)合金(jīn)鋼)焊縫不應熔透到複層金(jīn)屬，以防焊縫金(jīn)屬發生(shēng)脆化(huà)或産生(shēng)裂紋。

② 焊(堆焊)複層一側時(shí)，必須考慮稀釋的(de)影響。所以在焊接複合闆的(de)複層時(shí)，應選擇合适的(de)填充金(jīn)屬先堆焊一層或多層過渡層，然後再焊複層。過渡層的(de)填充金(jīn)屬必須能容許基層鋼的(de)稀釋。

③ 根部可用碳弧氣刨、鏟削或磨削法進行清根。在堆焊過渡層前，必須清除焊根坡口中的(de)任何殘餘物(wù)。

④ 要焊後熱處理(lǐ)以消除焊接殘餘應力，選擇熱處理(lǐ)溫度時(shí)應考慮：基層和(hé)複層的(de)熱處理(lǐ)規範的(de)差異；對(duì)複層耐蝕性的(de)影響；基層和(hé)複層界面的(de)元素擴散是否會産生(shēng)脆性相(xiàng)，導緻鋼闆性能惡化(huà)；由于基層和(hé)複層的(de)物(wù)理(lǐ)性能差異，導緻複層産生(shēng)應力腐蝕開(kāi)裂等。

5、焊後熱處理(lǐ)

消除應力熱處理(lǐ)可在焊完基層後進行，然後焊過渡層，再焊複層。熱處理(lǐ)溫度取下(xià)限，延長(cháng)保溫時(shí)間(jiān)。

二、焊接難點及解決方案

1、焊接基層時(shí)，由于闆厚較大，焊接接頭承受有(yǒu)較大的(de)拘束應力；在焊接熱循環的(de)作(zuò)用下(xià)，熱影響區(qū)易産生(shēng)馬氏體(tǐ)淬硬組織，使焊接接頭硬度和(hé)脆性增加，韌性和(hé)塑性顯著降低(dī)。這(zhè)些因素都(dōu)會導緻焊接裂紋的(de)産生(shēng)。為(wèi)了有(yǒu)效預防焊接裂紋的(de)産生(shēng)，可采取的(de)措施有(yǒu)：選用低(dī)氫型焊條；焊條使用前按要求進行烘幹；仔細清理(lǐ)坡口表面水(shuǐ)、油、鏽等雜(zá)質；選擇合理(lǐ)的(de)焊接工(gōng)藝參數，如焊前預熱、焊後緩冷(lěng)、采取多層多道(dào)焊、控制層間(jiān)溫度等；選擇合适的(de)施焊順序，以減小(xiǎo)焊接應力等。

2、在用不鏽鋼焊條（A002）焊接複層時(shí)，易熔化(huà)基層，使焊縫金(jīn)屬成分稀釋，從(cóng)而降低(dī)焊縫金(jīn)屬的(de)塑性及耐蝕性，熔合區(qū)的(de)脆性明(míng)顯增加。因此，焊接複層時(shí)，一定要控制焊接線能量，采用多層多道(dào)焊，以減小(xiǎo)焊接熔深。

3、在用奧氏體(tǐ)鋼焊條（A302）焊接過渡層時(shí)，焊縫易産生(shēng)熱裂紋。同時(shí)，過渡區(qū)會發生(shēng)碳的(de)遷移過程：即碳由低(dī)鉻的(de)基層向高(gāo)鉻的(de)不鏽鋼熔敷金(jīn)屬轉移，因此，基層和(hé)複層的(de)交界處形成高(gāo)硬度的(de)增碳層和(hé)低(dī)硬度的(de)脫碳層，引起熔合區(qū)的(de)脆化(huà)（或軟化(huà)），持久強度降低(dī)，易産生(shēng)疲勞裂紋。宜采用小(xiǎo)直徑焊條，快速多道(dào)焊，必要時(shí)可采用澆冷(lěng)水(shuǐ)的(de)方法以加速冷(lěng)卻，阻止脫碳層的(de)形成，使焊接接頭具有(yǒu)高(gāo)的(de)強度和(hé)韌性。

複合鋼闆容器(qì)組對(duì)安裝的(de)關鍵是焊接問(wèn)題，而焊接工(gōng)作(zuò)的(de)關鍵是過渡層的(de)焊接，因此，掌握以上(shàng)複合鋼闆的(de)焊接要點極有(yǒu)必要。