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【摘要】分析了Q235B＋321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Q235B＋321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则，既保证了焊接质量，又提高了焊接效率，满足设计要求。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

2、。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。1.焊接性分析槽母材为Q235B＋321不锈钢复合板，基层为Q235B，厚度为7mm，复层为321，厚1mm。不锈钢复合板焊接，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：

3、（1）焊缝金属的稀释由于基层碳钢不含合金元素Cr、Ni，所以熔化时对焊缝金属中合金元素Cr、Ni有稀释作用，使焊缝中奥氏体形成元素Cr、Ni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。（2）过渡层当采用不锈作填充金属时，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

4、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。（3）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

5、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。（4）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。2.不锈钢复合板的焊接工艺评定（1）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CO2气体保护

6、焊，复层焊接选用焊条电弧焊。CO2气体保护焊具有熔合比较小、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，适用范围广。不锈钢复合板Q235B＋321，基层为Q235B，厚度为7mm，复层为321，厚1mm。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。（2）焊接材料的选择基层选用CO2气体保护焊，焊丝选用ER50－6。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

7、缝金属的抗裂性能，复层焊接选用25－13型的E309－16（A302），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。（3）坡口形式及焊接顺序根据现场情况，坡口形式采用单面V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。（4）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。3.现场工艺要点（1）下料、打坡口、清理不锈钢复合板总厚度为7mm，主要是采用机械加工下

8、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20mm范围内进行清理，除去油污、锈及其他杂质，复层不可有划伤和污染。（2）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0.5～1mm，错边量过大将直接影响