2010/10/15 9:33:47
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内容摘要:不锈钢复合钢板的焊接性
不锈复合钢板是由化学成分和物理性能有很大差异,焊接性也有很大不同的两层钢板组合而成的,因而不可能用一种焊接材料和焊接工艺进行焊接,而应将基层和覆层区别对待。如果单独采用适合于基层的焊接材料和焊接工艺,则焊接覆层时会出现中合金马氏体钢的焊缝,不仅危害力学性能,还容易产生焊接裂纹,而且完全丧失了覆层应有的耐蚀性;如果采用适合于覆层的不锈钢焊接材料进行焊接,虽然易于得到耐腐蚀性能合格的覆层表面,然而基层焊缝金属却可能得到马氏体组织,其焊接裂纹倾向非常大,而且其塑性、强度等级不能同钢板整体协调,以致在载荷作用下出现不连续应力状态,完全破坏了创制不锈复合钢板的初衷。
所以,不锈复合钢板的焊接将分三种情况:一是覆层之间的焊接,如同单一覆层钢板的焊接一样;二是基层之间的焊接,如同单一基层钢板的焊接一样;三是基层与覆层之间过渡层的焊接。覆层之间的焊接以及基层之间的焊接,并不存在很大问题。主要是基层与覆层之间过渡层的焊接,它们类似异种钢焊接,但又与通常的异种钢焊接不同。
为保持焊接接头有良好的耐腐蚀性,通常应当避免焊后再次或多次受热。因此在焊接不锈复合钢板时,一般应先焊接基层,后焊接覆层,以保证覆层的良好耐蚀性。基层比较厚,又是先焊,只要坡口适当,可以完全避免覆层金属熔入基层焊缝金属的情况。
根据对覆层不锈钢的性能要求(通常是耐蚀性),覆层焊缝金属的成分应当尽量与覆层钢板相同,这也是焊接不锈钢板的又一条基本原则。这里要考虑两个问题:一是要考虑覆层钢板本身的焊接性,重要的是防止焊缝出现结晶裂纹。这就不得不使焊缝金属的化学成分与钢板有所不同,以使其含有一定量的δ铁素体。二是要考虑基层钢板对焊缝金属的稀释作用。一般来说,在基层之上先焊一层过渡层,然后才进行覆层的焊接,因此,不太可能发生焊接覆层时,直接被基层稀释的问题。
不锈复合钢板焊接的关键问题,就在于覆层与基层交界部位的焊接,也就是过渡层的问题。从熔焊的冶金学上分析,过渡层的焊接同前面讨论的异种钢焊接没有本质上的不同。为保证过渡层能完成化学成分由基层到覆层的过渡,很重要的是选择焊接材料和稳定工艺参数以保持熔合比基本稳定。这个熔合比可以在坡口尺寸和焊接工艺上采取措施,能够在较大范围内变化。
一般来说,不锈复合钢板焊接的过渡层易薄不易厚。另外,由于不锈钢同碳钢(或低合金结构钢)之间的热物理性能(特别是膨胀系数)差别较大。为了防止焊后冷却过程中或以后服役过程中因温差应力而开裂,应当保证过渡层具有优良的塑性和韧性,使它能够起到吸收和缓冲应力对两金属交界面的有害作用,避免焊接接头产生裂纹。同时,还要考虑在过渡层上堆焊覆层时,不至于过分的被过渡层所稀释。
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