(1)焊接方法的选择不锈复合钢板基层或覆层的焊接方法与焊接不锈钢和碳钢(或低合金结构钢)一样,可以采用焊条电弧焊、埋弧焊、CO
2气体保护焊和惰性气体保护焊等各种方法。但覆层更常用焊条电弧焊或TIG焊等。
(2)焊接材料的选择不锈复合钢的焊缝由过渡层、基层和覆层三个部分组成,要各选择各自的焊接材料。
1)过渡层所选用的焊接材料。为了保证覆层侧焊缝合金不受或少受基层金属的稀释,过渡层的焊接材料肯定不能选用碳钢(或低合金钢)的焊接材料,必须选择其铬、镍含量高于覆层中含量的不锈钢焊接材料。为了充分补偿碳钢对覆层焊缝金属的稀释作用并补充焊接过程中合金元素的烧损,过渡层合金应与覆层不锈钢成分相近,并具有良好的塑性和韧性。当不锈复合钢板焊接构件对焊缝金属的塑性要求和对耐蚀性要求不甚高时,其过渡层可选用焊接覆层的焊接材料。对于大厚度的不锈复合钢板的焊接构件,其刚度特别大,可选用纯镍焊条作为过渡层的焊接材料。
2)基层的焊接材料。选用与基层碳钢(或低合金结构钢)单独焊接时相同的焊接材料,并以同样的焊接工艺施焊。基层施焊前原则上不进行预热,焊后不进行消除应力的回火处理。但是,对于厚度大、刚度大且基层为低合金结构钢的焊接构件,仍要进行预热。焊后仍需要进行整体或局部回火热处理来消除焊接残余应力。回火热处理温度不易过高,一般控制在400℃,以兔影响覆层不锈钢的耐蚀性能。
3)覆层焊接材料。原则上与单独焊接不锈钢时的焊接材料相同,焊接工艺也相同。
表8-34介绍了部分不锈钢复合钢板的焊接方法及选用的焊接材料。
(3)焊接坡口 常用的焊条电弧焊对接接头的坡口形式见表8-35。外坡口的形式用的比较普遍,但是根据焊接构件的焊接接头位置,有时也需要开成内坡口。
对于大厚度不锈复合钢板要开成X形坡口,使内外焊缝金属体积基本相当,这对减少产品的焊接变形是有好处的。
.jpg)
.jpg)
.jpg)
(4)焊接顺序 不锈复合钢板对接焊缝的顺序如图8-17所示。首先焊接基层,基层焊接完毕后要对其焊缝进行检查合格后,才能焊接过渡层。在覆层不锈钢板一侧进行产削,并将待焊根部制成圆弧形,然后焊接过渡层,过渡层焊缝检验合格后,最后在过渡层焊缝上焊接不锈钢覆层。
焊接不锈钢覆层时,在不影响焊接接头质量的前提下,可加快覆层焊接的冷却速度,避免覆层在600~1000℃停留时间过长,而影响其腐蚀性。
不锈复合钢板的搭接接头和角接接头形式如图8-18和图8-19所示。在待焊接区中碳钢和不锈钢共存部位,要选用过渡层的焊接材料。待焊处出现都是碳钢时,可以按基层所选用的焊接材料进行施焊;同样,待焊区都是不锈钢材料时,理应选用覆层的焊接材料,但是考虑到焊接熔池的深度,
可能将基层熔化,此时第一层焊缝仍要选用过渡层的焊接材料。
(5)焊后热处理对于大厚度不锈复合钢板的焊接构件,焊后热处理可以消除焊接残余应力。但是选择热处理温度不仅应考虑覆层不锈钢的耐蚀性,而且还要考虑到不锈复合钢板交界面上组织的不均匀性。前面已讲到,随着热处理温度的提高,在交界面上碳元素从碳钢一侧向不锈钢一侧的扩散速度会加快,热处理时间愈长,碳元素的迁移愈严重。
其结果是在碳钢一侧形成铁素体的脱碳层,强度会降低;而在不锈钢一侧则出现渗碳层而变硬脆,
造成冲击韧度下降,成为焊接接头失效的隐患,这是不可取的。
正确的热处理步骤可以消除焊接残余应力,也不影响覆层的耐蚀性能。应当在基层焊接完毕,经检测质量合格后进行热处理,且温度不易超过400℃,在此温度下保温时间可略微延长些。用此温度进行正确的焊后热处理,可使残余应力降低40%左右,同时不会影响覆层不锈钢的耐蚀性能,覆层与基层之间的碳元素扩散也不宜发生。当基层焊接完毕后的构件在上述热处理结束后方可焊接过渡层和复层不锈钢板。覆层焊接完毕后,不必进行任何热处理。