不銹鋼復合板焊接接頭問題形成分析與返修探討

劉進廠 白玉 陳志宏

摘要：本文對不銹鋼復合板焊接接頭問題形成的原因進行了分析，并結合日常工作實踐經驗提出了幾點常用的返修策略，希望可以提高不銹鋼復合板焊接接頭的質量，為相關工作人員提供一些幫助，僅供參考。

關鍵詞：不銹鋼復合板;焊接接頭;問題;原因;返修策略

引言：不銹鋼復合板主要由不銹鋼與低碳鋼或者低合金鋼材料軋制而成，是一種復合材料板，因為組成材料的物理性能、組織結構以及化學成本都存在一定差異，在焊接的過程中如果操作不當極易出現焊接接頭問題，從而導致不銹鋼復合板出現質量缺陷，必須進行返修才能使用，但是會造成焊接接頭強度以及防腐性能下降。

一、不銹鋼復合板焊接接頭問題形成原因

（一）焊接坡口形式問題

在焊接不銹鋼復合板的過程中，如果焊接坡口的角度過大，就會導致不銹鋼復合板焊接接頭處出現比較大的熔合比，進而導致復層技術的稀釋率變大，出現馬氏體組織，是不銹鋼復合板焊接接頭處發生裂紋等焊接問題的主要原因之一[1]。如果焊接坡口角度過小，則會導致不銹鋼復合板焊接接頭處出現兩側死角，容易發生不銹鋼復合板焊接接頭處出現焊縫夾渣等焊接問題，影響不銹鋼復合板整體的使用性能。

（二）焊接材料選擇問題

在進行不銹鋼復合板的焊接時，一般情況下需要使用鉻鎳含量比較高的雙相鉻鎳不銹鋼焊條，以此才能保證不銹鋼復合板焊接接頭的質量。然而，在實際焊接工作中，由于焊接成本以及技術等多方面因素的影響，很多焊接人員在焊接不銹鋼復合板時都沒有選擇應用雙相鉻鎳不銹鋼焊條，會直接影響到焊接接頭的質量，容易使得不銹鋼焊接接頭過渡層受到基層稀釋，進而導致熔敷金屬中出現馬氏體組織，最終發生焊接裂紋等問題。

（三）焊接方式不當

在焊接不銹鋼復合板的過程中，如果焊接方式不當容易發生焊縫稀釋率增大問題，進而出現馬氏體組織，造成焊接裂紋。另外，在實際焊接操作的時候，部分焊接作業人員容易將基層與復層弄混淆，進而將基層使用的碳鋼焊條應用在復層不銹鋼復合板上，致使焊接接頭處出現馬氏體組織，發生焊接裂紋問題。

（四）其它原因

導致不銹鋼焊接接頭問題發生的原因，除了常見的材料原因、焊接方式原因等，材料線性膨脹系數不同、焊接電流過大以及焊縫兩側死角清理不徹底等，均會導致不銹鋼復合板焊接接頭問題。由于不銹鋼復合板的基層與復層材料具有不同的膨脹系數，在焊接的過程中會在焊接熱循環的作用下出現較大的應力，從而在基層與復層的坡口邊緣出現張口，在焊接過程中會發生夾渣問題。

二、不銹鋼復合板焊接接頭問題的返修策略

（一）返修前處理干凈焊接接頭問題

不銹鋼復合板焊接接頭存在問題的情況下，通常需要進行返修處理，有時不只需要返修一次，反復多次的返修會降低不銹鋼復合板焊接接頭的強度與耐腐蝕性能。因此，在進行不銹鋼復合板焊接接頭返修之前，要將其焊接接頭的全部缺陷問題處理干凈，盡可能的提高以此返修成功率。如果焊接接頭問題出現在不銹鋼復合板的基層，則可以使用碳弧氣刨進行處理，如果焊接接頭問題出現在不銹鋼復合板的過渡層，或者多次返修的部位，則需要選用角向磨光機進行處理。另外，在返修過程中，為了防止不銹鋼復合板的引弧和收弧處發生缺陷問題疊加，應該將返修的坡口長度控制在100mm以上[2]。另外，在處理干凈過渡層的缺陷問題以后，還應該使用探傷儀進行全面檢查，確保焊接接頭處的問題都被處理干凈了。

（二）選用正確的焊接焊條

在對不銹鋼復合板焊接接頭問題進行返修的時候，選用的焊接焊條與正常焊接使用的焊條要保持一致，并且要選擇直徑較小的焊條。在正式進行焊接作業之前，焊接作業人員需要按照相關的操作規范對使用的焊條進行烘烤，并將其放置在保溫筒內進行盛裝，在使用的過程中隨用隨取，保證焊條的使用性能一致。如果首次焊接使用的焊條不是雙相鉻鎳不銹鋼焊條，在進行返修的過程中可以將上次焊接接頭處的焊條痕跡清除干凈，并使用雙相鉻鎳不銹鋼焊條進行充分焊接，如果無法清除焊條痕跡的話，就需要使用統一規格的焊條進行復焊，盡可能的修復焊接接頭問題，減少缺陷問題發生。

（三）科學選用焊接方式

不銹鋼復合板基層的焊接工藝一般是手工電弧焊、二氧化碳氣體保護焊等，而復層以及過渡層的焊接則一般采用手工電弧焊和TIG焊，有時也會應用到其它種類可以確保焊接質量的工藝。在對不銹鋼復合板焊接接頭問題進行返修的過程中，基層和復層的焊接屬于同類型材料的焊接，焊接工藝比較成熟，而過渡層的焊接屬于不同材料的焊接，焊接難度較大，工藝應用問題較多，是出現焊接接頭問題的主要部位[3]。因此，在進行焊接接頭問題返修的時候，要科學選用焊接方式，并在焊接前對基層進行預熱，清除坡口處的水分與雜質，連續焊接，保證層間溫度。另外，要使用多層多道焊接方式，保證焊條穩定，控制好線能量，嚴格把握層間溫度，進而減少焊接應力產生，提高返修效果。

（四）選用適當的坡口形式

不銹鋼復合板的焊接接頭處由于材料的組織與性能不均勻，會給返修工作造成一定阻礙。并且，由于焊接接頭問題位置不易確定，返修操作不當就會出現重復返修。因此，在進行不銹鋼復合板的焊接接頭問題返修操作時，要選用適當的坡口形式，控制返修質量，有效解決反復返修的問題。在返修過程中，如果坡口形式選擇適當，有利于基層側的氣刨清根，并且不會受到清根方式的限制，焊接操作較為簡單。另外，在焊接過渡層的時候，適當的焊接坡口形式可以保護過渡層，不易對復層造成損傷，進而提高復層的焊接質量。另外，選擇合適的焊接坡口形式可以很好的控制焊接電流以及熔合比，控制基層對焊縫金屬的稀釋。

三、結論

總之，不銹鋼復合板焊接接頭的問題原因有很多，包括焊接坡口選擇不當、焊接材料使用錯誤以及焊接方式不合理等，需要進行返修處理。在返修處理過程中，要針對常見的焊接接頭問題科學的制定返修計劃，保證返修成功率，提高不銹鋼復合板焊接質量。

參考文獻：

[1]張保林，宋麗平，燕樣樣，等.不銹鋼復合板焊接工藝與焊接缺陷分析[J].南方農機，2019（23）.

[2]孔艷榮，王東.不銹鋼復合板坯破壞性試驗分析[J].區域治理，2018，（009）：263.

[3]楊波.不銹鋼復合板焊接接頭缺陷的形成及返修措施[J].安裝，2014（12）：52-54.