【摘 要】本文主要介紹了1Cr18Ni9T/Q235-A不銹鋼復(fù)合材料在大型設(shè)備上的使用，在制作焊接工藝上的一點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，具有良好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

【關(guān)鍵詞】不銹鋼復(fù)合鋼板;MAG焊接;焊接方法

0.前言

我國電力行業(yè)水電的裝機(jī)容量在不斷的發(fā)展，水利發(fā)電是替代火電的其中之一，尤其是在水質(zhì)較復(fù)雜的河流對水電設(shè)備的抗腐蝕性，有了更大的要求，對設(shè)備的技術(shù)要求也越來越高。為保證設(shè)備的使用性能滿足各種環(huán)境，復(fù)合板在水電設(shè)備使用上日漸普遍，韶關(guān)市眾力發(fā)電設(shè)備有限公司在2010年承接了江西的幾套發(fā)電設(shè)備，機(jī)組的單機(jī)容量達(dá)到了1.5Ww，機(jī)組的外形尺寸都很大，由于河流水質(zhì)泥沙含量和腐蝕性，對機(jī)組的過流面的耐磨性和抗腐蝕能力都有較高要求，對設(shè)備的剛性和抗震性等力學(xué)性能都有著較高的要求，只有選用不銹鋼復(fù)合板1Cr18Ni9T/Q235-A才能滿足設(shè)計(jì)要求。在焊接工藝方面要有足夠的技術(shù)支持才是保證生產(chǎn)質(zhì)量的唯一途徑。

1.1Cr18Ni9T/Q235-A材料的焊接性

本中間環(huán)小口直徑5680mm，大口直徑7310mm圓錐形筒體，它在機(jī)組中是安裝冷卻設(shè)備，確保機(jī)組運(yùn)行時(shí)控制內(nèi)部溫度，還可以進(jìn)入檢修人員在機(jī)組中檢查維護(hù)的作用；應(yīng)產(chǎn)品技術(shù)要求在外部的過流面采用的是板厚為21mm，復(fù)層厚度為4mm的1Cr18Ni9T/Q235-A不銹鋼復(fù)合鋼板，內(nèi)部法蘭和其它結(jié)構(gòu)都采用Q235材料。在基層與法蘭之間的連接焊縫都要求使用超聲波探傷檢驗(yàn)在一級標(biāo)準(zhǔn)范圍，也就是說焊縫必須無夾渣、氣孔、裂紋等缺陷；其以較厚的碳鋼材料作為基體，滿足強(qiáng)度、剛度和韌性等力學(xué)性能的要求，以不銹鋼材料作為復(fù)層，滿足耐腐蝕性能的要求，作為整體不銹鋼的替代材料，因焊縫母材金屬的成分不同，在焊接時(shí)容易出現(xiàn)偏析、裂紋、晶間腐蝕等焊接缺陷，難度相應(yīng)提高了不少，為了防止以上缺陷的產(chǎn)生，我們在此復(fù)合板對接焊縫焊縫中采用過渡層焊接，防止復(fù)層材料的偏析產(chǎn)生晶間腐蝕和減少裂紋傾向。

2.焊接方法的選擇

在不銹鋼復(fù)合板的焊接中，常見的焊接方法有手工鎢極氬弧焊、手工電弧焊、埋弧焊、和氣體保護(hù)焊，這要根據(jù)工件的實(shí)際情況來選擇。像中間環(huán)這種大型工件，因焊接量大，形狀不規(guī)則，很難采用自動(dòng)焊接方法，當(dāng)然首推惰性氣體保護(hù)半自動(dòng)焊，這種焊接方法比手工電弧焊、埋弧焊等焊接方法便于觀察熔池、較容易操作、生產(chǎn)效率高、能便于各種位置的焊接，且焊接線能量?。粶p少接頭的缺陷，可降低焊接時(shí)的變形與應(yīng)力。在二氧化碳?xì)怏w與氬氣混合保護(hù)的效果下能有效的減少合金元素的燒損，保證好材料的成分，并具有良好的焊接性能，為提高焊接質(zhì)量做好了前題保障。

3.焊接材料的選擇

材料的成分表

力學(xué)性能表

根據(jù)查得材料的成分和力學(xué)性能，按照選擇與母材成分相同的原則，保證了焊縫組織的成份穩(wěn)定和焊接質(zhì)量穩(wěn)定。我們在基層選用普通H08Mn2SiA焊材，過渡層選用E310-15，在復(fù)層選用H0Cr20Ni10Nb焊絲。

4.工藝過程

4.1焊前準(zhǔn)備

4.1.1熟悉施工圖紙和工藝文件。

4.1.2材料復(fù)檢。

4.1.3 1Cr18Ni9T/Q235-A復(fù)合板焊接工藝評定。

4.1.4工人應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)考試合格后，熟悉圖紙工藝及有關(guān)技術(shù)資料方可上崗。

4.1.5場地安排及工具準(zhǔn)備。

4.1.6放樣下料，1Cr18Ni9T/Q235-A復(fù)合板按圖用數(shù)控等離子切割下料，切割時(shí)必須復(fù)層朝上避免切割飛濺反彈在復(fù)層表面，清除飛濺后經(jīng)驗(yàn)收合格交下道工序。

4.2坡口的選擇

4.2.1坡口的加工一般采用機(jī)械方法制成，如采用等離子切割坡口，切割好尺寸后必須去除復(fù)層表面的氧化層及飛濺。

4.2.2坡口形式和尺寸按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求加工，坡口選用要確保便于操作保證焊接質(zhì)量，盡量減少填充金屬量、少減少熔合比。（如下圖）

1Cr18Ni9T/Q235-A復(fù)合板坡口加工圖

4.2.3加工好的坡口要通過檢查，無裂紋和分層，否則必須修補(bǔ)好。

4.3焊件成形與裝配

4.3.1中間環(huán)外壁筒體采用3/21mm厚度1Cr18Ni9T/Q235-A復(fù)合板，在成型加工時(shí)采用卷板機(jī)成型時(shí)一定要注意清潔板面飛濺避免在卷板成型時(shí)壓傷復(fù)層不銹鋼表面，影響其抗腐蝕效果和外觀。

4.3.2在裝配時(shí)成型尺寸要求非常嚴(yán)格，焊縫對口處不允許錯(cuò)邊量大于復(fù)層的1/2或2mm，以免影響焊接質(zhì)量，這對裝配的技術(shù)有一定的難度要求。

4.3.3定位焊應(yīng)焊接在基層母材上，且采用與焊接基層金屬相同的焊接材料，在裝配輔助過程中，嚴(yán)禁在復(fù)層上焊接工卡具，只能焊在基層側(cè)。

4.3.4復(fù)層一側(cè)如裝配有附件的部分區(qū)域應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)要求附件應(yīng)與基層材料焊接時(shí)，應(yīng)先將復(fù)層剝開按照基層與過渡層焊接程序最后用復(fù)層焊材將表面覆蓋完畢。

4.4焊接

焊接工藝參數(shù)表選擇經(jīng)過復(fù)合板焊接培訓(xùn)檢驗(yàn)合格焊工根據(jù)焊接工藝評定所得的焊接參數(shù)進(jìn)行施焊。本中間環(huán)的焊接原則是先焊接基層，后焊過渡層，最后焊接復(fù)層。（局部復(fù)雜位置應(yīng)條件限制，也可以先焊接復(fù)層）復(fù)層焊接時(shí)應(yīng)控制好層間溫度不大于120℃。

4.4.1基層焊接

使用基層焊材H08Mn2SiA采用CO2或85%CO2+15%Ar混合氣做保護(hù)氣進(jìn)行焊接，焊接時(shí)注意控制焊道，不得觸及復(fù)層和熔化復(fù)材，其焊道表面應(yīng)距離復(fù)材合界面2-3mm預(yù)留好過渡層焊道。

4.4.2過渡層焊接

使用過渡層焊材E310-15配合95%Ar+5%CO2混合氣在焊接過渡層時(shí)在保證好融合良好的情況下，盡量減小焊接參數(shù)以減少基層金屬的熔入量降低熔合比焊道的厚度在3-4mm。

4.4.3復(fù)層焊接

使用復(fù)層焊材H0Cr20Ni10Nb配合95%Ar+5%CO2混合氣或者純Ar進(jìn)行復(fù)層焊接，要注意保護(hù)好復(fù)層表面，防止飛濺物或者隨意引弧損傷復(fù)層表面，（可采用丙酮溶液涂在復(fù)層表面）如有損傷及時(shí)修復(fù)；焊縫余高應(yīng)控制在1.5mm。

注意事項(xiàng)：

a、在焊接過程中有強(qiáng)烈的弧光和金屬煙塵，必須裝好檔弧板，做好通風(fēng)設(shè)施保證工件照明，每個(gè)焊工必須戴好防毒口罩方可施工。

b、整個(gè)焊接過程，焊道層間溫度控制在150℃以內(nèi)，每焊完一段要用風(fēng)錘輕擊焊縫可消除部分應(yīng)力；由多名焊工輪班作業(yè)，直到完成每個(gè)部件。

4.5焊后處理

1Cr18Ni9T/Q235-A復(fù)合板復(fù)層屬奧氏體不銹鋼，基層屬低碳鋼，奧氏體不銹鋼材料不能采用退火工藝來消除焊接應(yīng)力，來再加上中間環(huán)體積尺寸過大，也不方便進(jìn)行退火處理，根據(jù)工藝評定條件采用機(jī)械校正變形和震動(dòng)消除應(yīng)力方法，再進(jìn)行鈍化處理和噴砂保證光潔度提高抗腐蝕和耐磨強(qiáng)度同時(shí)也可以減少一定的殘余應(yīng)力。

5.焊接質(zhì)量檢驗(yàn)

按照質(zhì)量檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢驗(yàn)，所有對接焊縫進(jìn)行超聲波探傷檢驗(yàn)按照GB/T7734-2004標(biāo)準(zhǔn)。對不合格焊縫嚴(yán)格按照原焊接工藝進(jìn)行補(bǔ)焊處理，經(jīng)過復(fù)檢合格方可完工。

6.結(jié)論

在規(guī)范的工藝操作下，眾力發(fā)電設(shè)備有限公司的中間環(huán)焊接工作取得了圓滿的成功。所有焊縫超聲波探傷一次合格率95%以上，在處理后復(fù)檢達(dá)到100%；經(jīng)過了一年來的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，沒產(chǎn)生質(zhì)量問題；按照此工藝制造過程在發(fā)電機(jī)組制造的品質(zhì)升級中做出了貢獻(xiàn)；為公司爭取了最大的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］焊工技師培訓(xùn)教材/機(jī)械工業(yè)技師考評培訓(xùn)教材編審委員會(huì)編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001，3.

［２］焊工技師應(yīng)知應(yīng)會(huì)實(shí)務(wù)手冊/呂玲等編.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006，7.