不銹鋼復合板焊接技術研究

杜玉祥 王昀 章強

摘 要

現階段，由于不銹鋼復合板能夠降低成本、節約珍貴稀有的材料，所以不銹鋼復合板在當今世界上具有很大的市場優勢和價格優勢。結合不銹鋼復合板的可焊性，對不銹鋼復合板接頭的焊接技術進行了研究。主要介紹了不銹鋼復合板在電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊和激光焊方面的研究現狀。最后對現階段的研究問題進行總結，并展望未來發展。

關鍵詞

不銹鋼復合板;焊接技術;焊接工藝

中圖分類號： TG457.11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼： 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，這會對不銹鋼-碳鋼復合板的焊接造成一定的困難。其次在不銹鋼熔焊時，過熱碳化物會被溶解，鉻的碳化物會沿晶界析出造成晶界腐蝕現象，從而使不銹鋼在焊接時焊接接頭會產生熱裂紋[1]。不銹鋼復合板具有基層，雙層和過渡層。基層保證強度，多層保證耐腐蝕性，過渡層是根據焊接工藝的需要而添加的。于是在不銹鋼復合板焊接時會出現以下幾個問題：

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

2）焊接復層時會出現增碳從而使焊縫的耐蝕性大大降低;

3）過渡層焊接時冷卻速度和熔合率控制不當，將直接降低基礎層和雙層的焊接性能[2]。

所以，要想確保不銹鋼復合板的焊接質量，就必須采用合理的焊接工藝，嚴格控制冷速和熔合比。目前不銹鋼復合板的焊接主要采用焊條電弧焊、埋弧自動焊、氣體保護焊、激光焊等。

2 不銹鋼復合板焊接技術

2.1 焊條電弧焊

焊條電弧焊是國內用于普通金屬材料焊接的主要方法，其焊接時應根據母材的化學成分選擇焊條，焊條電弧焊屬于手工焊接，他的焊接方式簡單，但是效率太低、勞動強度較大，考驗焊接者的手工技術，且受干擾因素較多，焊接質量難以保證。

朱鍇年等人對三峽大壩排砂孔00Cr22Ni5Mo3N/Q345C的焊接質量控制進行了分析研究，對焊接環境復雜的部位采用了常規的手工電弧焊，用焊條電弧焊對過渡層及復層進行焊接，最后進行檢測，得出此焊接方法可以達到三峽工程的高質量要求[3]。

王鳳英等人對不銹鋼復合板進行采用埋弧自動焊+焊條電弧焊的方法，其中過渡區采用焊條電弧焊，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 埋弧自動焊

埋弧自動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凹槽，一次可熔透20mm。焊接速度高。以厚度為8～10mm的鋼板對接焊為例。單絲埋弧焊的速度可以達到50～80cm/min，手工電弧焊不超過10～13cm/min。由于在埋弧焊過程中電弧在助焊劑層下燃燒，因此焊接質量穩定，同時具有外形美觀，焊接金屬力學性能提高，焊接效率高的優點。

王鳳英、孫芳等人對不銹鋼復合板的基層采用埋弧自動焊，先對坡口內側進行焊接，基層焊縫金屬厚度不得超過10mm，應嚴格控制。外側采用碳弧氣刨清根后，用埋弧自動焊焊接，焊接電流為650～700A，電弧電壓為40～42V，焊接速度為24～30 cm/min。之后再對過渡區進行焊條電弧焊，獲得了良好的焊接接頭[4]。

鄭延飛等人對不銹鋼復合板埋弧自動焊接工藝進行了改進，將過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，重新對其性能評定，符合工藝要求[5]。

2.3 氣體保護焊