不銹鋼復(fù)合板焊接技術(shù)研究

杜玉祥 王昀 章強(qiáng)

摘 要

現(xiàn)階段，由于不銹鋼復(fù)合板能夠降低成本、節(jié)約珍貴稀有的材料，所以不銹鋼復(fù)合板在當(dāng)今世界上具有很大的市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)和價(jià)格優(yōu)勢(shì)。結(jié)合不銹鋼復(fù)合板的可焊性，對(duì)不銹鋼復(fù)合板接頭的焊接技術(shù)進(jìn)行了研究。主要介紹了不銹鋼復(fù)合板在電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氣體保護(hù)焊和激光焊方面的研究現(xiàn)狀。最后對(duì)現(xiàn)階段的研究問(wèn)題進(jìn)行總結(jié)，并展望未來(lái)發(fā)展。

關(guān)鍵詞

不銹鋼復(fù)合板;焊接技術(shù);焊接工藝

中圖分類號(hào)： TG457.11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.023

Abstract

At present，because stainless steel composite plate can reduce cost and save precious and rare materials，it has great market and price advantages in the world.Combined with the weldability of stainless steel composite plate，the welding technology of stainless steel composite plate joint was studied.This paper mainly introduces the research status of stainless steel composite plate in arc welding，submerged arc welding， gas shielded welding and laser welding.Looking forward to the research and summary of problems at this stage，and looking forward to the future development.

Key Words

Stainless steel composite plate;Welding technology;Welding procedure

1 不銹鋼復(fù)合板的焊接性能分析

不銹鋼具有良好的焊接性能，但其與碳鋼之間的熱物理性能差異較大，這會(huì)對(duì)不銹鋼-碳鋼復(fù)合板的焊接造成一定的困難。其次在不銹鋼熔焊時(shí)，過(guò)熱碳化物會(huì)被溶解，鉻的碳化物會(huì)沿晶界析出造成晶界腐蝕現(xiàn)象，從而使不銹鋼在焊接時(shí)焊接接頭會(huì)產(chǎn)生熱裂紋[1]。不銹鋼復(fù)合板具有基層，雙層和過(guò)渡層?；鶎颖ＷC強(qiáng)度，多層保證耐腐蝕性，過(guò)渡層是根據(jù)焊接工藝的需要而添加的。于是在不銹鋼復(fù)合板焊接時(shí)會(huì)出現(xiàn)以下幾個(gè)問(wèn)題：

1）鉻、鎳等合金元素過(guò)高而在基層焊縫組織中產(chǎn)生較多的硬脆相，容易引起焊縫裂紋，降低焊縫強(qiáng)度;

2）焊接復(fù)層時(shí)會(huì)出現(xiàn)增碳從而使焊縫的耐蝕性大大降低;

3）過(guò)渡層焊接時(shí)冷卻速度和熔合率控制不當(dāng)，將直接降低基礎(chǔ)層和雙層的焊接性能[2]。

所以，要想確保不銹鋼復(fù)合板的焊接質(zhì)量，就必須采用合理的焊接工藝，嚴(yán)格控制冷速和熔合比。目前不銹鋼復(fù)合板的焊接主要采用焊條電弧焊、埋弧自動(dòng)焊、氣體保護(hù)焊、激光焊等。

2 不銹鋼復(fù)合板焊接技術(shù)

2.1 焊條電弧焊

焊條電弧焊是國(guó)內(nèi)用于普通金屬材料焊接的主要方法，其焊接時(shí)應(yīng)根據(jù)母材的化學(xué)成分選擇焊條，焊條電弧焊屬于手工焊接，他的焊接方式簡(jiǎn)單，但是效率太低、勞動(dòng)強(qiáng)度較大，考驗(yàn)焊接者的手工技術(shù)，且受干擾因素較多，焊接質(zhì)量難以保證。

朱鍇年等人對(duì)三峽大壩排砂孔00Cr22Ni5Mo3N/Q345C的焊接質(zhì)量控制進(jìn)行了分析研究，對(duì)焊接環(huán)境復(fù)雜的部位采用了常規(guī)的手工電弧焊，用焊條電弧焊對(duì)過(guò)渡層及復(fù)層進(jìn)行焊接，最后進(jìn)行檢測(cè)，得出此焊接方法可以達(dá)到三峽工程的高質(zhì)量要求[3]。

王鳳英等人對(duì)不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行采用埋弧自動(dòng)焊+焊條電弧焊的方法，其中過(guò)渡區(qū)采用焊條電弧焊，焊縫金屬與基層0Cr18Ni10Ti熔合，焊接電流140～180A。覆層采用φ4.0mm的A132焊條，其焊接電流為140～180A或φ5.0 mm的A132焊條，其焊接電流為180～220A。最終使該焊縫拍片一次成功率在95%以上，不僅降低了成本，還大提高了功效[4]。

2.2 埋弧自動(dòng)焊

埋弧自動(dòng)焊與焊條電弧焊相比所用焊接電流大，加上焊劑和礦渣的隔熱效果，高熱效率，大熔深，單絲埋弧焊如果焊件不打開(kāi)凹槽，一次可熔透20mm。焊接速度高。以厚度為8～10mm的鋼板對(duì)接焊為例。單絲埋弧焊的速度可以達(dá)到50～80cm/min，手工電弧焊不超過(guò)10～13cm/min。由于在埋弧焊過(guò)程中電弧在助焊劑層下燃燒，因此焊接質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)具有外形美觀，焊接金屬力學(xué)性能提高，焊接效率高的優(yōu)點(diǎn)。

王鳳英、孫芳等人對(duì)不銹鋼復(fù)合板的基層采用埋弧自動(dòng)焊，先對(duì)坡口內(nèi)側(cè)進(jìn)行焊接，基層焊縫金屬厚度不得超過(guò)10mm，應(yīng)嚴(yán)格控制。外側(cè)采用碳弧氣刨清根后，用埋弧自動(dòng)焊焊接，焊接電流為650～700A，電弧電壓為40～42V，焊接速度為24～30 cm/min。之后再對(duì)過(guò)渡區(qū)進(jìn)行焊條電弧焊，獲得了良好的焊接接頭[4]。

鄭延飛等人對(duì)不銹鋼復(fù)合板埋弧自動(dòng)焊接工藝進(jìn)行了改進(jìn)，將過(guò)渡層焊絲選定為具有奧氏體和鐵素體雙相組織的不銹鋼焊絲且提高了焊絲成分中鉻和鎳的含量，改善了接頭韌性，重新對(duì)其性能評(píng)定，符合工藝要求[5]。

2.3 氣體保護(hù)焊