不銹鋼復(fù)合鋼板是一種新型材料，它由復(fù)層(不銹鋼)和基層(碳鋼、低合金鋼)組成，通常復(fù)層只有1.5～3.5mm厚，比單體不銹鋼鋼板可節(jié)約60%～70%的不銹鋼，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

一、焊接特性分析

Q345R+0Cr18Ni9復(fù)合鋼板屬奧氏體復(fù)合鋼板，按JB4733-1996《壓力容器用爆炸不銹鋼復(fù)合鋼板》B1級(jí)正火狀態(tài)交貨，復(fù)合鋼板的化學(xué)成分和力學(xué)性能比較復(fù)雜。

不銹鋼復(fù)合鋼板的基層和復(fù)層在化學(xué)成分和力學(xué)性能等方面有較大的差異，其所使用的焊接材料也同樣存在較大的差異。因此，焊接時(shí)稀釋作用強(qiáng)烈，使得焊縫中奧氏體形成元素減少，含碳量增多，增大結(jié)晶裂紋的傾向，焊接熔合區(qū)可能出現(xiàn)馬氏體組織，而造成硬度、脆性增加；同時(shí)由于基層與復(fù)層的含Cr量差別較大，促使碳向復(fù)層遷移擴(kuò)散，而在其交界處焊縫金屬區(qū)域形成增碳層和脫碳層，加劇熔合區(qū)的脆化或另一側(cè)熱影響區(qū)的軟化。為有效地防止稀釋和碳遷移，要在基層和復(fù)層之間加一“隔離層”即過渡層。過渡層材料的選擇是否正確，工藝是否得當(dāng)，直接影響著焊接工作的成敗。因此可以說，復(fù)合鋼板容器制造的關(guān)鍵是焊接問題，而焊接工作的關(guān)鍵又是過渡層的焊接。

二、焊接工藝

1.焊接方法

工藝選用與實(shí)際產(chǎn)品相同的焊接方法。由于儲(chǔ)氣罐直徑較小，為DN800mm，故殼體、基層、過渡層、復(fù)層均采用焊條電弧焊。

2.焊縫坡口形式

坡口選擇原則為熔合比越小越好，以盡量減少焊縫金屬的化學(xué)成分和性能的波動(dòng)。

（1）坡口開在復(fù)層側(cè)，加大了過渡層和復(fù)層的焊接量和不銹鋼焊條的消耗，但是在容器外面清根的方式更容易受到操作者的歡迎。同時(shí)預(yù)先去除部分復(fù)層材料，使基層與復(fù)層完全分開，可避免在焊基層時(shí)可能會(huì)熔掉復(fù)層材料的弊端，從結(jié)構(gòu)上保證焊接質(zhì)量。

（2）坡口開在基層側(cè)，減少了過渡層和復(fù)層的焊接工作量以及不銹鋼焊條的消耗，但是在容器內(nèi)部清根，易對(duì)復(fù)層金屬造成滲碳層和飛濺落在復(fù)層表面留下腐蝕隱患，同時(shí)容器內(nèi)部工作環(huán)境較外部惡劣，碳弧氣刨容易給操作者造成危害。

3.焊接材料

（1）基層Q345RR之間采用手工焊，選用J507焊條；埋弧焊選用H10Mn2焊絲，HJ431焊劑。

（2）過渡層的焊接選用25%Cr-13%Ni型焊條，以保證補(bǔ)充基層對(duì)復(fù)層造成的稀釋，同時(shí)為更好地保證焊接接頭的防腐蝕的要求，選用低碳的A302不銹鋼焊條。

（3）復(fù)層選用的焊接材料應(yīng)保證熔敷金屬的主要合金元素含量不低于復(fù)層母材標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限值。設(shè)備復(fù)層0Cr18Ni9之間采用焊條電弧焊，選用與之化學(xué)成分相近的A102。

4.焊工資格

焊接過渡層和復(fù)層的焊工應(yīng)具有堆焊的資格。

5.工藝措施

（1）焊接順序：焊接時(shí)，先焊基層，再焊過渡層，最后焊復(fù)層焊縫。

（2）工藝措施：焊條焊前須按規(guī)定進(jìn)行烘干處理，過渡層、復(fù)層焊接均宜采用反極、直線運(yùn)條和多層多道焊，均宜采用小電流、快速焊。

三、焊接在生產(chǎn)中的應(yīng)用

1.焊件定位焊

組對(duì)時(shí)應(yīng)以復(fù)層為基準(zhǔn)對(duì)齊，錯(cuò)邊量為不大于1.5mm，不允許采用打磨復(fù)層金屬的方法來減小錯(cuò)邊量。定位焊一定要焊在基層金屬上，不允許用不銹鋼焊條在基層上定位焊，更不能在不銹鋼上用低合金鋼焊條焊接。

2.焊前清理

焊前應(yīng)清理焊接區(qū)域及其周圍20mm范圍內(nèi)的水、油、銹及渣等污物。

3.焊接實(shí)施和注意事項(xiàng)

（1）焊接時(shí)，嚴(yán)格按評(píng)定合格的焊接工藝進(jìn)行。

（2）焊接基層時(shí)不得熔化復(fù)層，復(fù)層金屬熔入基層焊縫會(huì)產(chǎn)生焊接裂紋。

（3）基層鋼板側(cè)盡量選用抗裂性能較強(qiáng)的堿性焊條。

（4）合理選擇過渡層的焊接材料，過渡層的填充金屬必須能允許基層的稀釋。

（5）為減小基層對(duì)過渡層的稀釋，過渡層焊接應(yīng)盡量選用小直徑焊條，采用小電流、快速焊。

（6）過渡層的焊接采用反極性、直線運(yùn)條和多道焊。

（7）過渡層的熔焊金屬在基層處的厚度宜為1.5～2.5mm，在復(fù)層處的厚度為0.5～1.5mm。

（8）為防止重復(fù)加熱使焊縫的抗蝕性能降低，復(fù)層焊縫應(yīng)在最后焊接。

（9）復(fù)層的焊接應(yīng)采用多道焊，層間溫度控制在60℃以下。

（10）殼體復(fù)層焊縫表面應(yīng)磨平，余高控制在0.5mm以下。

（11）合理制定T形焊接接頭處基層與過渡層焊縫焊接程序，即為避免縱縫端部的過渡層焊縫熔入環(huán)向基層焊縫中，要求縱縫兩端部附近的過渡層和復(fù)層焊縫，必須在環(huán)向基層焊縫焊完后再焊接。

（12）不銹鋼接管與復(fù)合鋼板殼體的焊接，應(yīng)先用過渡層焊A302填滿坡口，最后用A102進(jìn)行復(fù)層焊接。

4.檢驗(yàn)

（1）A、B類焊接接頭進(jìn)行20%X射線檢測(cè)，按JB/T4730.2-2005達(dá)到Ⅲ級(jí)為合格。

（2）A、B類焊接接頭在焊完基層焊縫后，進(jìn)行100%磁粉檢測(cè)，合格后方可施焊過渡層。

（3）所有復(fù)合鋼板焊接接頭的復(fù)層表面應(yīng)進(jìn)行100%滲透檢測(cè)，按JB/T4730.5-2005達(dá)到Ⅰ級(jí)為合格。

（4）設(shè)備制造完畢后，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行殼程的水壓試驗(yàn)。

（5）設(shè)備試壓用水的氯離子濃度測(cè)試，不大于25mg/L為合格。

四、效果

設(shè)備交付使用一年有余，運(yùn)行良好。實(shí)踐證明，焊接工藝得當(dāng)，焊后質(zhì)量?jī)?yōu)良，保證了產(chǎn)品的安全使用。

（作者單位：河南南陽技師學(xué)院）