復(fù)合板焊接工藝全

1、復(fù)合鋼的焊接石油、化工、航海和軍工生產(chǎn)中廣泛使用復(fù)合鋼制造各類(lèi)耐腐蝕設(shè)備。目前應(yīng)用較多的 復(fù)合鋼是由較薄的不銹鋼與較厚的低合金鋼通過(guò)爆炸焊、軋制或堆焊等工藝方法制成的雙金 屬板材。較厚的珠光體鋼部分為基層，基層多半由低碳鋼或低合金鋼組成，主要滿(mǎn)足復(fù)合鋼 在使用中強(qiáng)度和剛度的要求。不銹鋼部分為復(fù)層，主要滿(mǎn)足復(fù)合鋼的耐蝕性等要求。隨著復(fù) 合鋼的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其焊接日益引起人們的關(guān)注。1. 復(fù)合鋼的基本性能1.1 復(fù)合鋼的力學(xué)性能 生產(chǎn)中應(yīng)用較多的復(fù)合鋼板是以不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦合金板為復(fù)層，低碳 鋼或低合金鋼為基層，以爆炸焊、復(fù)合軋制、堆焊或釬焊方法制成的雙金屬板材。還可以采 用電渣

2、焊生產(chǎn)大厚度（100150mm的軋制復(fù)合鋼。通常復(fù)層只占復(fù)合鋼板總厚度的 5%-50% 一般為10%20%最小實(shí)用厚度為1.5mm復(fù)合鋼可以節(jié)約大量的不銹鋼或鈦等貴重金屬， 具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。碳鋼與不銹鋼（或鎳基合金、鈦等）用復(fù)合軋制或爆炸焊方法形成的復(fù)合鋼板，要求具 有一定的拉伸、彎曲等力學(xué)性能。為了保證復(fù)合鋼板不失去原有的綜合性能，對(duì)基層和復(fù)層 必須分別進(jìn)行焊接，焊接性、焊接材料選擇、焊接工藝等由基層、復(fù)層材料決定。 拉伸強(qiáng)度 復(fù)合鋼中的不銹鋼復(fù)層的力學(xué)性能比基層碳鋼優(yōu)良，抗接強(qiáng)度高于碳鋼。 復(fù)合鋼的拉伸強(qiáng)度（7 b、（7 s ）可用下式求出。（T be 3 c 7 bd 3 d7 b

3、=3c3d式中7 be碳鋼的抗拉強(qiáng)度，MP3 e 碳鋼的厚度，mn;7 bd不銹鋼的抗拉強(qiáng)度， MPa；3 d 不銹鋼的厚度，mm在實(shí)際設(shè)計(jì)中，美國(guó)在ASM標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：復(fù)合鋼的整體厚度按基層碳鋼的厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)。 日本有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)通常也按這種規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。 彎曲性能 測(cè)定復(fù)合鋼的彎曲性能時(shí)，可把不銹鋼復(fù)層放在外側(cè)，也可把碳鋼基層放 在外側(cè)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。無(wú)論采取哪種方法，都必須根據(jù)處于外側(cè)材料的彎曲試驗(yàn)規(guī)定進(jìn)行， 目的是為了判斷外側(cè)材料的性能。如果把不銹鋼放在外側(cè)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，彎曲半徑按與復(fù)合鋼整體厚度相等的不銹鋼厚度 彎曲試驗(yàn)所規(guī)定的半徑進(jìn)行彎曲， 彎曲時(shí)外側(cè)必須不產(chǎn)生裂紋。 在碳鋼為外側(cè)的彎曲試驗(yàn)

4、時(shí)， 應(yīng)按碳鋼整體厚度的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。判斷復(fù)合鋼的彎曲性能時(shí)，把不銹鋼放在內(nèi)側(cè)，當(dāng)不銹鋼的厚度為 4.99.5mm時(shí)，半徑 R可按復(fù)合鋼整體厚度的一半（R=3 /2 ）進(jìn)行彎曲。當(dāng)不銹鋼厚度3 9mm時(shí)，彎曲半徑R按 等于復(fù)合鋼整體厚度（R=3 ）進(jìn)行彎曲。通常規(guī)定三個(gè)試樣中至少一個(gè)試樣不能在彎曲處的 兩端有超過(guò) 50%的分離現(xiàn)象。碳鋼與不銹鋼爆炸焊時(shí)，由于工藝參數(shù)不當(dāng)，有時(shí)在接合面交界處能產(chǎn)生硬化的合金層,當(dāng)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)時(shí)，這種合金層容易形成裂紋。因此，使用爆炸焊復(fù)合鋼制造承受彎曲載荷的結(jié)構(gòu)時(shí)，必須選用沒(méi)有硬化合金層的爆炸焊復(fù)合鋼。1.2不銹復(fù)合鋼的種類(lèi)與性能不銹復(fù)層鋼板是由較厚的珠光體鋼（

5、基層）和較薄的不銹鋼（復(fù)層）復(fù)合軋制而成的雙金屬板。基層多為碳鋼或低合金鋼，復(fù)層多為1CR18Ni9T、Cr18Ni12Mo2Ti、Cr23Ni28Mo3Cu3Ti等奧氏體不銹鋼，主要滿(mǎn)足耐蝕性能等要求。不銹鋼復(fù)層通常是在容器里層，厚度一般只點(diǎn)總厚度的10%- 20%我國(guó)生產(chǎn)的不銹鋼復(fù)合鋼板種類(lèi)和力學(xué)性能見(jiàn)表1。目前應(yīng)用較多的是奧氏體系復(fù)合鋼板和鐵素體系復(fù)合鋼板。不銹復(fù)合鋼冷軋薄板和鋼帶寬度9001200mm長(zhǎng)度2000mnt勺允許偏差應(yīng)符合GB/T 708-1988的規(guī)定。成卷交貨時(shí)鋼卷頭、尾厚度不正常的長(zhǎng)度分別不超過(guò) 6000mm不銹復(fù)合冷軋薄鋼板的厚度允許偏差見(jiàn)表2。不銹復(fù)合鋼板總厚度及

6、其允許偏差見(jiàn)表3。復(fù)合鋼（基層復(fù)層）規(guī)格/mmb/MPas/MPa5/ %Tb/MPa總厚度寬度長(zhǎng)度Q235 1Cr18Ni9Ti(0Cr18Ni9Ti)Q235 1Cr18Ni12Mo2Ti 22(0Cr18Ni12Mo2Ti)370240150Q235 1Cr13370240 2215020g 1Cr18Ni9Ti(0Cr18Ni9Ti)6,8,10,20g 0Cr18Ni12Mo2Ti12,14,1000 2000 25(1Cr18Ni12Mo2Ti)15,16,41025015020g 0Cr1318 2541025015012CrMo 0Cr13410270 20150Q235 1C

7、r18Ni9410 20150Q235 0Cr18Ni12Mo2Ti6,8,10,Q235 1Cr18Ni12Mo2Ti12,14,15,16,20g 1Cr18Ni9Ti1400 4000 16Mn 1Cr18Ni9Ti不低于基層鋼的力學(xué)性能18,20,1800800015016Mn 1Cr18Ni12Mo2Ti22,24,16Mn 0Cr1325,28,30表2不銹復(fù)合冷軋薄鋼板的厚度允許偏差公稱(chēng)厚度/mm復(fù)層厚度允許偏差/mm復(fù)合鋼板厚度允許偏差/mmA級(jí)精度B級(jí)精度0.8 1.0 0.07 0.081.2 0.08 0.101.5不大于復(fù)層公稱(chēng) 0.10 0.122.0尺寸的土 10%

8、 0.12 0.142.5 0.13 0.163.0 0.15 0.17注：不銹復(fù)合薄鋼板冷軋后進(jìn)行熱處理、酸洗或類(lèi)似的處理加工，最后獲得適當(dāng)?shù)燃?jí)的表面粗糙度表3不銹復(fù)合鋼板總厚度及其允許偏差復(fù)合鋼板總厚度/mm41011 1516 2526 3031 60總厚度允許偏差 9% 8% 7% 6% 5%不銹復(fù)合鋼板表面的質(zhì)量特征如下I級(jí)表面鋼板兩面允許有深度不大于鋼板厚度公差之半，且不使鋼板小于允許最小厚度 的一般的輕微麻點(diǎn)、輕微劃傷和輥印。U級(jí)表面鋼板表面允許有深度不大于鋼板厚度公差之半，且不使鋼板小于允許最小厚度 的下列缺陷。正面：一般的輕微麻點(diǎn)、輕微劃傷、凹坑和輥印。反面：一般的輕微麻點(diǎn)、

9、局 部的深麻點(diǎn)、輕微劃傷、壓痕或凹坑。鋼板兩面超出上述范圍的缺陷允許用砂輪清除，清除 深度正面不得大于鋼板復(fù)層厚度之半，反面不得大于鋼板公差。不銹復(fù)合鋼冷軋薄鋼板的力學(xué)性能應(yīng)符合基層材料相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)基層材料選用深 沖拉延鋼時(shí)，力學(xué)性能應(yīng)符合表 4的規(guī)定。在彎曲部分的外側(cè)允許產(chǎn)生裂紋，復(fù)合界面不允 許分層。表4不銹復(fù)合鋼冷軋薄鋼板的力學(xué)性能基層鋼號(hào)拉伸性能冷彎性能抗拉強(qiáng)度b/MPa屈服強(qiáng)度 s/MPa伸長(zhǎng)率 10/%彎曲角度(d=2a )內(nèi)彎、外彎試驗(yàn)結(jié)果復(fù)層為奧氏體不銹鋼復(fù)層為鐵素體不銹鋼08AI3454903502818180o不得有分層、裂紋、折斷10A136551036027171

10、80o不得有分層、裂紋、折斷注：復(fù)層為0Cr13鋼時(shí)，力學(xué)性能按復(fù)層為鐵素體不銹鋼的規(guī)定?；鶎訛槠渌撎?hào)時(shí)，冷軋復(fù)合薄鋼板的力學(xué)性能按基層牌號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。a為復(fù)合鋼板總厚度。不銹復(fù)合鋼板標(biāo)準(zhǔn)中沒(méi)有彎曲試驗(yàn)規(guī)定時(shí)，可不做彎曲試驗(yàn)；如需求方要求做時(shí)，彎曲 直徑d=4a。對(duì)稱(chēng)型復(fù)合鋼板任做一個(gè)彎曲試驗(yàn)、非對(duì)稱(chēng)型復(fù)合鋼板進(jìn)行冷彎試驗(yàn)時(shí)，復(fù)層 厚度大的面在外側(cè)。1.3復(fù)合鋼板的接頭設(shè)計(jì)復(fù)合鋼板焊接接頭設(shè)計(jì)必須考慮便于分別對(duì)基層、復(fù)層及過(guò)渡層焊接施工和避免或減少 焊接第一焊道時(shí)被稀釋的問(wèn)題。圖1為不銹鋼復(fù)合鋼板、銅及銅合金復(fù)合鋼板對(duì)接接頭的常 用坡口形式。65*-Sd65r 5*65 5U-HF亓

11、4二65*5*Q2b5圈i不鐫啊復(fù)合鋼板，摘及鋼合金復(fù)合鋼板對(duì)接接頭常用坡口形式（括號(hào)內(nèi)的尺寸供埋鼻譯用，軾fd mm）鈦及鈦合金或鋁及鋁合金復(fù)層冶金相容性差。因此在接頭設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量避免或減少基層金屬熔入復(fù)層金屬。所以在接頭構(gòu)造上與不銹鋼復(fù)合鋼板有較大區(qū)別。圖2為鈦及鈦合金或鋁及鋁合金復(fù)合鋼板對(duì)接接頭的常用坡口形式。50*i圖2鈦廉鈦合金或蠟及鋁合金夏合鋼板對(duì)接接頭常用坡口形罠對(duì)接接頭盡可能采用X形坡口雙面焊。同時(shí)考慮過(guò)渡層的焊接特點(diǎn)，盡量減少?gòu)?fù)層一側(cè)的焊 接工作量。當(dāng)焊接位置受限，必須單面焊時(shí)，可采用單面 V形坡口。2. 鈦-鋼復(fù)合板的焊接采用鈦一鋼復(fù)合板可以大大擴(kuò)展鈦的應(yīng)用范圍和降低結(jié)構(gòu)件

12、的造價(jià)，許多國(guó)家已經(jīng)掌握 這種復(fù)合板的生產(chǎn)技術(shù)。我國(guó)已經(jīng)采用爆炸成形以及爆炸-軋制技術(shù)來(lái)生產(chǎn)制造這種復(fù)合板 并取得良好效果。2.1鈦鋼復(fù)合板的分類(lèi)及性能目前，生產(chǎn)鈦-鋼復(fù)合板最適宜的方法是爆炸成形。也有同時(shí)采用兩種工藝來(lái)生產(chǎn)鈦- 鋼復(fù)合板的：先爆炸成形，然后再進(jìn)行軋制。在真空條件下軋制鈦-鋼復(fù)合板比最初采用的 真空釬焊工藝更便宜。鈦-鋼復(fù)合板和鈦-不銹鋼復(fù)合板用于制造在腐蝕環(huán)境中承受一定壓力、 溫度的塔、罐、 槽等工程結(jié)構(gòu)。鈦鋼復(fù)合板的分類(lèi)見(jiàn)表 5。鈦-鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能見(jiàn)表 6。鈦-不 銹鋼復(fù)合板的分類(lèi)見(jiàn)表7。鈦-不銹鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能見(jiàn)表 &表5鈦-鋼復(fù)合板的分類(lèi)種類(lèi)代號(hào)0類(lèi)B

13、00類(lèi):用于過(guò)渡接頭、法蘭等高結(jié)合強(qiáng)度且不允許不結(jié)合區(qū)爆炸鈦-鋼復(fù)合板1類(lèi)B1存在的復(fù)合板2類(lèi)B21類(lèi):將鈦材作為強(qiáng)度設(shè)計(jì)或特殊用途的復(fù)合板，如管板等爆炸-軋制鈦-鋼復(fù)合板1類(lèi)2類(lèi)BR1BE22類(lèi):體等將鈦材作為耐蝕設(shè)計(jì)，而不考慮強(qiáng)度的復(fù)合板，如筒注：爆炸鈦-鋼復(fù)合板以“爆”字漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母B表示，爆炸-軋制鈦-鋼復(fù)合板以BR表示。表6鈦一鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能拉伸試驗(yàn)剪切強(qiáng)度t b/MPa彎曲試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度T b/MPa伸長(zhǎng)率5/%0類(lèi)復(fù)合板其他類(lèi)復(fù)合板彎曲角a /( )彎曲直徑d/mm7 B大于基層或復(fù) 合材料標(biāo)準(zhǔn)中 較低一方的規(guī) 定值 196 138內(nèi)彎180，外彎由復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定

14、內(nèi)彎時(shí)按基層標(biāo)準(zhǔn)，不夠2倍時(shí)取2倍，外彎時(shí)為復(fù)合板厚度的 3倍注：復(fù)合鋼板抗拉強(qiáng)度（7 B按式（7-1 ）計(jì)算。表7鈦-不銹鋼復(fù)合板的分類(lèi)種類(lèi)代號(hào)用途分類(lèi)爆炸鈦-不銹鋼復(fù)合板0類(lèi)B0用于過(guò)渡接頭、法蘭等高結(jié)合強(qiáng)度且不允許不結(jié)合區(qū)存在的某些特殊用途1類(lèi)B1鈦材參與強(qiáng)度設(shè)計(jì)的復(fù)合板，或復(fù)合板需進(jìn)行嚴(yán)格加工的結(jié)構(gòu)件，如管板等2B2將鈦材作為耐蝕設(shè)計(jì)，不參與強(qiáng)度設(shè)計(jì)的復(fù)合板，如筒體等注：爆炸鈦-鋼復(fù)合板以“爆”字漢語(yǔ)拼音第一個(gè)字母B表示。表8鈦-不銹鋼復(fù)合板的力學(xué)和工藝性能拉伸試驗(yàn)剪切試驗(yàn)分離試驗(yàn)彎曲試驗(yàn)抗拉強(qiáng)度t b/MPa伸長(zhǎng)率5/%剪切強(qiáng)度t b/MPa分離強(qiáng)度7 t/MPa彎曲角a/( )彎曲

15、直徑d/mm7 B大于基層或復(fù)合材料標(biāo)準(zhǔn)中較低一方的規(guī)定值0類(lèi)197274內(nèi)彎180 ，外彎由復(fù)合 材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)疋內(nèi)彎時(shí)按基層標(biāo)準(zhǔn)，不 夠2倍時(shí)取2倍，外彎 時(shí)為復(fù)合板厚度的3 倍1類(lèi)138一2類(lèi)138一注：復(fù)合鋼板抗拉強(qiáng)度（7 B按式（7-1 ）計(jì)算。2.2鈦鋼復(fù)合板焊接工藝特點(diǎn)鈦鋼復(fù)合板的復(fù)層（鈦）厚度一般為 1.53.0mm基層厚度為820mm鈦復(fù)層和鋼 基層之間如果不加入中間金屬層，經(jīng)加熱后會(huì)產(chǎn)生脆性層，使鈦-鋼復(fù)合板的層間結(jié)合強(qiáng)度 降低。因此，可在鈦與鋼之間加入 V、Nb或者V Cr等中間合金層。通過(guò)加入各種中間金屬層軋制的鈦-鋼復(fù)合板加熱工藝對(duì)界面抗拉強(qiáng)度的影響見(jiàn)表9。由表可見(jiàn)，加入

16、V作為中間層的效果最好。加雙金屬中間層（V Cu或Nb Cu）的結(jié)果并 不好。因?yàn)镃u的熔點(diǎn)低，會(huì)形成低熔點(diǎn)共晶體，從而使鈦-鋼復(fù)合板的焊接工藝變得更復(fù)雜。表9鈦-鋼復(fù)合板加熱工藝對(duì)界面抗拉強(qiáng)度的影響鈦-鋼復(fù)合板抗拉強(qiáng)度/MPa450 CX 100h800 C0.5h5h10h50h無(wú)中間層265221157196186加V中間層一294272277274加Nb中間層225100178176167加V Cu中間層：206194208201225加Nb Cu中間層219140181189203鈦一鋼復(fù)合板的焊接主要采用以下兩種工藝：焊縫上加蓋板，見(jiàn)圖3（a）;加中間層，見(jiàn)圖 3（b）。（町愕縫上

17、加蓋板加中何層圖3 鈦鋼復(fù)合板焊接工藝的示意1-1 2.召一鈦丄3鈦盈板I 4 一焊撻* 5-眩嗪鋼；7 -鶉概電SU !* 焊槍* 910-&H層采用第一種焊接工藝時(shí)（在焊縫上加蓋板），對(duì)接接頭處的強(qiáng)度性能主要靠基層鋼焊縫 來(lái)保證，而加蓋板的目的是用來(lái)防止侵蝕性介質(zhì)腐蝕焊接接頭。在焊縫和蓋板之間填加的地、 填充材料，通常是Ag （ Ag與Ti熔合得很好）或熔點(diǎn)較低的銀釬料，也可以填充環(huán)氧樹(shù)脂型聚合物。加填充材 料的目的是為了提高接頭的抗腐蝕性能。焊縫可以是如圖4（a）所示的單面焊縫，也可以是如圖4（b）所示的雙面焊縫。i叫單面揮乳（b）収面輝St圖J鈦嗣蔓合板接頭的揮建畛式（單位2焊接鈦-鋼

18、復(fù)合板的第二種工藝是在鈦復(fù)層的坡口中鑲?cè)胍粚雍鼙〉碾y熔金屬襯片（見(jiàn) 圖1b）,如厚度0.1mm的鈮箔或鉬箔等。焊接鈦鋼復(fù)合板的復(fù)層時(shí)，采用鎢極氬弧焊（TIG）， 填加鈦焊絲，鈦絲直徑取決于鈦-鋼復(fù)合板的復(fù)層厚度及坡口形式。鎢極電弧在鈦絲和鎢極 之間燃燒，不要使電弧直接作用在鈮箔上，焊槍?xiě)?yīng)沿著鈦絲移動(dòng)，鈦絲熔化后即形成鈦-鋼 復(fù)合板的焊縫。因?yàn)镹b的熔點(diǎn)高，鎢極電弧又不直接作用在鈮箔上，所以只有很少部分Nb熔化，防止了鈦與鋼的相互熔合，可以有效地防止脆性相的形成。2.3鈦一鋼復(fù)合板焊接實(shí)例被焊母材 鈦鋼復(fù)合板，復(fù)層為工業(yè)純鈦TA2（厚度2mm，基層為低碳鋼（厚度8mm。 焊接工藝 用厚度0.1m

19、m的鈮箔作為中間層，采用鎢極氬弧焊（TIG）進(jìn)行焊接，鎢極直徑3mm 填加鈦焊絲，鈦絲直徑4mm焊接工藝參數(shù)為，焊接電流160170A,焊接電壓1012V,焊 接速度13.3cm/min，噴嘴直徑18mm用氬氣作為保護(hù)氣體，保護(hù)熔池的氬氣流量為810L/min，在冷卻過(guò)程中保護(hù)焊縫的氬氣流量為 34L/min通過(guò)上述工藝獲得的鈦-鋼復(fù)合板焊接接頭的抗拉強(qiáng)度為387397MPa基層金屬的抗拉強(qiáng)度為426431MPa在拉伸實(shí)驗(yàn)時(shí)，焊接接頭首先在鈮箔與鈦復(fù)層的界面上斷裂，然后 在鋼基層上破斷。這說(shuō)明鈦復(fù)層的塑性比低碳鋼基層的塑性差。用上述工藝焊接的鈦鋼復(fù)合板接頭在鹽酸（HC1、硫酸（HSO）等侵蝕性

20、溶液中，耐 蝕性良好，與復(fù)層金屬的耐蝕性實(shí)際上沒(méi)有差別。 例如，鈦在硫酸中的腐蝕速訂為0.13mm/a, 而鈦-鋼復(fù)合板焊接接頭的腐蝕速率為 0.15mm/a。采用鈦-鋼復(fù)合板焊接工藝時(shí)，首先要引起注意的是，對(duì)基層（鋼基體）主要是熱影響 區(qū)淬硬問(wèn)題，對(duì)復(fù)層（鈦）主要是脆化問(wèn)題。3. 不銹復(fù)合鋼的焊接不銹復(fù)合鋼板基層和復(fù)層交界處的焊接屬異種鋼焊接，焊接性主要取決于復(fù)層和基層的 物理性能、化學(xué)成分、接頭形式及填充金屬種類(lèi)。焊接低碳鋼（或低合金鋼）與不銹鋼的復(fù) 合鋼板時(shí)，容易產(chǎn)生高溫結(jié)晶裂紋、延遲裂紋和脆化問(wèn)題。3.1不銹復(fù)合鋼板的加工特點(diǎn)不銹復(fù)合鋼板在焊接之前，一般經(jīng)過(guò)下料切割成零件，坡口加工以及

21、熱成形、冷成形加 工等。（1）復(fù)合鋼板的切割不銹復(fù)合鋼板總厚度在12mm以下時(shí)，主要是采用機(jī)械剪斷和冷沖壓加工等方法。 加工時(shí), 復(fù)合層必須向下，而碳鋼基層向上，不可損傷復(fù)層表面和結(jié)合處。在基層鋼和復(fù)層鋼都較厚 的情況下，可采用等離子切割和氧一乙炔火焰切割。在用氧一乙炔火焰切割時(shí)，要注意以下 問(wèn)題。 所采用的噴嘴直徑應(yīng)當(dāng)比同一厚度鋼板稍大一些。 切割時(shí)應(yīng)先從基層鋼板一側(cè)開(kāi)始，氧壓應(yīng)是同等厚度鋼板切割時(shí)氧壓的一半，特別當(dāng) 基層鋼板較薄時(shí)更要低些。不銹鋼復(fù)合板氧-乙炔火焰切割的速度要比切割低碳鋼時(shí)的速度 慢（見(jiàn)表10）。表10不銹鋼復(fù)合板氧-乙炔火焰切割的工藝參數(shù)復(fù)合板總厚度/mm復(fù)層厚度/mm切

22、割速度/cn.mi n-1氧壓/MPa噴嘴直徑/mm工件與噴嘴距離/mm噴嘴角度/（。）81.642.50.2451.5一一不銹復(fù)合板25538.50.2751.5 2.0一15501030.00.3432.5一一蒙乃爾復(fù)合板9246.00.0801.068030331.00.1961.571010如果復(fù)合鋼板較厚，氧-乙炔火焰不能切割時(shí)，應(yīng)采用等離子弧切割。等離子弧切割時(shí),一般都從復(fù)層開(kāi)始，即復(fù)合層在上面一側(cè)開(kāi)始切割，切割速度和切口質(zhì)量比氧-乙炔火焰切 割時(shí)高。（2）復(fù)合鋼板的成型加工不銹復(fù)合鋼板的成型加工，應(yīng)盡可能實(shí)行常溫冷態(tài)彎曲成型，不可在滾床或壓床進(jìn)行急 劇彎曲，要施行逐段的緩慢成型加

23、工。加工過(guò)程中復(fù)層表面不可有油污，不可導(dǎo)致傷痕。一般化工容器和原子能裝置結(jié)構(gòu)，所用的復(fù)合鋼板在焊接之前常需要加熱成型加工。在 熱成型的加工過(guò)程中應(yīng)注意加工之前應(yīng)清除工件表面上的油污及雜物；加熱要保持弱性焰， 注意避免還原性焰產(chǎn)生增碳現(xiàn)象。熱加工后，對(duì)于低碳鋼基層可以空冷，對(duì)低合金鋼的基層 要進(jìn)行保溫緩冷。不銹復(fù)合鋼板加熱成型的溫度范圍見(jiàn)表11。表11不銹復(fù)合鋼板加熱成型的溫度范圍基層不銹鋼復(fù)層加熱其他復(fù)層加熱備注低碳鋼700850C750950C，實(shí)際加熱到 900950C為了避免晶間腐蝕，應(yīng)盡低合金高強(qiáng)鋼實(shí)際加熱到可能選用有穩(wěn)定劑的不銹鋼復(fù) 層珠光體耐熱鋼800850C750950C，實(shí)際加

24、熱到 900950C3.2焊接性特點(diǎn)(1)奧氏體系復(fù)合鋼的焊接性?shī)W氏體系復(fù)合鋼板是指基層是低碳鋼或低合金鋼，復(fù)層是奧氏體不銹鋼的復(fù)合鋼板。復(fù)合鋼板焊接時(shí)，復(fù)層和基層分開(kāi)各自進(jìn)行焊接。焊接中的主要問(wèn)題在于基層與復(fù)層交接處的 過(guò)渡層焊接。焊接這類(lèi)復(fù)合鋼板時(shí)主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題。 焊縫容易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋 結(jié)晶裂紋是熱裂紋的一種形式。焊縫金屬在結(jié)晶過(guò)程中冷卻 到固相線(xiàn)附近的高溫時(shí)，液態(tài)晶界在焊接應(yīng)力作用下產(chǎn)生的裂紋。影響結(jié)晶裂紋的因素主要 有兩個(gè)。稀釋率的影響 焊接奧氏體復(fù)合鋼板時(shí)，由于基層鋼板的含碳量高于復(fù)層，復(fù)層受基層的 稀釋作用，使焊縫中奧氏體形成元素減少，含碳量增多，焊縫結(jié)晶時(shí)易產(chǎn)生微裂紋。結(jié)晶

25、區(qū)間的影響 奧氏體鋼結(jié)晶溫度區(qū)間很大，熔池結(jié)晶時(shí)在枝晶的晶界上存在S、P、Si等低熔點(diǎn)共晶物呈現(xiàn)薄膜狀，這種液態(tài)薄膜在拉伸應(yīng)力作用下易產(chǎn)生裂紋。若焊接材料選擇不合適或焊接工藝不恰當(dāng)，不銹鋼焊縫就可能?chē)?yán)重稀釋?zhuān)纬神R氏體淬 硬組織；或由于鉻、鎳強(qiáng)烈滲入珠光體鋼基層而嚴(yán)重脆化，產(chǎn)生裂紋。因此，焊接過(guò)渡層時(shí)， 要使用含鉻、鎳量較多的焊接材料，保證焊縫金屬含一定量的鐵素體組織，以提高抗裂性， 使之即使受到基層的稀釋?zhuān)膊粫?huì)產(chǎn)生馬氏體淬硬組織；同時(shí)，也應(yīng)采用合適的焊接方法和 焊接工藝，減小基層一側(cè)熔深和焊縫的稀釋。 熱影響區(qū)容易產(chǎn)生液化裂紋 復(fù)合鋼焊接時(shí)，奧氏體鋼熱影響區(qū)由于受焊接熱循環(huán)影 響，低熔點(diǎn)雜

26、質(zhì)被熔化，在焊接應(yīng)力作用下產(chǎn)生液化裂紋。焊接時(shí)，熱影響區(qū)受熔池金屬的 熱膨脹作用產(chǎn)生壓縮應(yīng)力，當(dāng)電弧移開(kāi)后，隨著溫度的降低，壓縮應(yīng)力變拉伸應(yīng)力。之后， 熱影響區(qū)晶界上存在的低熔點(diǎn)共晶物的液膜被拉開(kāi)產(chǎn)生裂紋。這種裂紋是由于奧氏體系復(fù)合 鋼板的熱影響區(qū)晶界受焊接熱循環(huán)作用，低熔點(diǎn)共晶物液化產(chǎn)生的，所以稱(chēng)為液化裂紋。如 果晶界析出物的熔點(diǎn)高，即使受焊接熱作用瞬時(shí)產(chǎn)生液態(tài)膜，但在壓縮應(yīng)力作用下已完成結(jié) 晶，當(dāng)轉(zhuǎn)變?yōu)槔鞈?yīng)力時(shí)晶界已不存在液態(tài)膜了，所以也就不產(chǎn)生裂紋。防止奧氏體系復(fù)合鋼板焊縫及熱影響區(qū)產(chǎn)生結(jié)晶裂紋和液化裂紋的主要措施為：正確制 定焊接工藝，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程；合理選擇填充材料。 熔合區(qū)脆化

27、焊接奧氏體系復(fù)合鋼板時(shí)，熔合區(qū)出現(xiàn)脆化的原因有如下幾個(gè)。a. 結(jié)構(gòu)鋼焊條的影響 用E4303或E4315焊條焊接基層鋼板時(shí)，由于熱作用使復(fù)層鋼板 局部熔化，合金元素滲入焊縫。在熔合區(qū)附近狹小區(qū)域中，攪拌作用不充分而產(chǎn)生馬氏體組 織，使熔合區(qū)硬度和脆性增加。b. 不銹鋼焊條的影響 用E347-16或E347-15焊條焊接復(fù)層鋼板時(shí)，容易熔化基層鋼板， 使焊縫金屬成分稀釋?zhuān)缚p金屬為奧氏體 馬氏體組織，使塑性和耐蝕性降低， 而熔合區(qū)的脆 性明顯增加。c. 碳遷移的影響 焊接時(shí)碳由低Cr的基層鋼板(碳鋼或低合金鋼)向高 Cr的不銹鋼復(fù) 層焊縫金屬擴(kuò)散遷移，因此在基層和復(fù)層的交界形成高硬度的增碳層和低

28、硬度的脫碳層，引 起熔合區(qū)的脆化或軟化。為了防止碳的遷移，可在基層和復(fù)層之間采用“隔離焊縫”（也稱(chēng)過(guò)渡層）。生產(chǎn)中常 選用含Nb的鐵素體焊條在基層鋼板上焊接“隔離焊縫”，然后用奧氏體鋼焊條焊接復(fù)層，最 后用結(jié)構(gòu)鋼焊條焊接基層。這種工藝措施可有效地防止碳的遷移，避免在熔合區(qū)附近出現(xiàn)脫 碳層和增碳層，從而減小了熔合區(qū)的脆化，使復(fù)合鋼板的焊接接頭具有較高的強(qiáng)度和韌性。（2）鐵素體系鋼的焊接性 焊縫易產(chǎn)生結(jié)晶裂紋焊接鐵素體復(fù)合鋼板時(shí)，焊縫金屬產(chǎn)生結(jié)晶裂紋的原因和防止 措施，與焊接奧氏體復(fù)合鋼板時(shí)基本相同。 焊接接頭易產(chǎn)生延遲裂紋延遲裂紋是焊接接頭冷卻到室溫并在一定時(shí)間后才出現(xiàn)的 焊接冷裂紋，多產(chǎn)生在熱

29、影響區(qū)。焊接鐵素體系復(fù)合鋼板產(chǎn)生延遲裂紋的影響因素有：焊接 接頭區(qū)出現(xiàn)脆硬組織；焊縫金屬中有明顯的擴(kuò)散氫聚集；焊接接頭剛度大；有明顯的焊接應(yīng) 力。延遲裂紋有潛伏期，用不同的填充材料焊接時(shí)，延遲裂紋的潛伏期和裂紋數(shù)目不同，試 驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表12。因此，焊縫延遲裂紋檢驗(yàn)不能焊后立即進(jìn)行。表12鐵素體復(fù)合鋼板焊后延遲裂紋潛伏期的試驗(yàn)結(jié)果焊條預(yù)熱溫度/c裂紋數(shù)目牌號(hào)型號(hào)焊后24h48h70h120h340hG302E430-16不預(yù)熱011222G307E430-1550002000G202E410-16不預(yù)熱417190500G207了防止產(chǎn)生延遲裂紋，應(yīng)采取下列措施。

30、焊條要充分干燥 選用的焊條要放置在通風(fēng)處儲(chǔ)藏， 嚴(yán)禁焊條受潮或雜亂無(wú)章地堆放。 施焊前焊條要烘干 焊條烘干可去除水分和氫，如采用G302或G307焊條，焊前在100C 以上烘干；采用G202或G207焊條，焊前在50C以上烘干，焊后就不產(chǎn)生延遲裂紋。 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程焊接鐵素體復(fù)合鋼板的操作規(guī)程應(yīng)根據(jù)板厚、接頭形式及技術(shù)條 件的要求制定。3.3焊接程序（1）復(fù)合鋼板的焊接方法焊接方法應(yīng)根據(jù)復(fù)合鋼板材質(zhì)、接頭厚度、坡口尺寸及施焊條件等確定。目前焊接復(fù)合 鋼常用手工電弧焊，也可用氬弧焊、埋弧自動(dòng)焊或氣體保護(hù)焊。為了減小熔合比，可用雙絲 埋弧焊。實(shí)際生產(chǎn)中常用埋弧自動(dòng)焊焊接基層，用手工電弧焊和氬弧焊

31、焊接復(fù)層和過(guò)渡層。為了保證復(fù)合鋼板不失去原有的綜合性能，基層和復(fù)層必須分別進(jìn)行焊接?；鶎拥暮附?工藝與珠光體鋼相同，復(fù)層的焊接工藝與相應(yīng)的不銹鋼（或鎳基合金、鈦及鈦合金等）相似， 只有基層與復(fù)層交界處的焊接是屬于異種金屬的焊接。（2）復(fù)合鋼焊接的坡口形式復(fù)合鋼板下料時(shí)要特別注意，如果采用氧一乙炔切割時(shí)，復(fù)層應(yīng)向下，熱影響區(qū)約為6 10mm等離子弧切割時(shí)，復(fù)層應(yīng)向上，熱影響區(qū)約為0.51mm壓縮弧等離子切割的熱影響區(qū)最小或幾乎沒(méi)有。無(wú)論采用哪種方法下料，焊前都必須打磨接口處，使接口平整并除去切 割的熱影響區(qū)部分。焊接坡口的形式，一般盡可能采用 V形或X形坡口雙面焊。先焊基層，然后焊過(guò)渡層， 最后

32、焊復(fù)層（見(jiàn)圖5）。這樣的焊接順序是為了保證復(fù)合鋼焊接接頭具有良好的耐腐蝕性能。當(dāng)焊接現(xiàn)場(chǎng)的位置不允許作上述順序的焊接時(shí)，可采用V形坡口單面焊。無(wú)論是單面焊還是雙面焊時(shí)，都應(yīng)考慮過(guò)渡層的焊接特點(diǎn)，并盡量減少?gòu)?fù)層一側(cè)的焊接工作量。單面焊時(shí)應(yīng)盡量保證復(fù)層中不溶入或少溶入基層成分1/ 4復(fù)合鋼板接頭設(shè)計(jì)和坡口形式見(jiàn)表13。薄件可采用I形坡口，較厚的復(fù)層鋼板可采用 V 形、U形、X形、V和U聯(lián)合形坡口。也可以在接頭背面一小段距離內(nèi)進(jìn)行機(jī)械加工，去掉復(fù) 層金屬（見(jiàn)圖6），以確保焊條一道基層焊道不受復(fù)層金屬過(guò)大的稀釋?zhuān)灾麓嗷鶎又楣?體鋼的焊縫金屬。復(fù)合鋼板焊接角接頭形式見(jiàn)圖 7。圖6 去掉塑層金屬的夏合

33、接坡口幣式（和竝毘位于內(nèi)圖7覽合鋼板弊接角接頭形式一般盡可能采用X形坡口雙面焊。先焊基層，再焊過(guò)渡層，最后焊復(fù)層，以保證焊接接頭具 有較好的耐蝕性。同時(shí)考慮過(guò)渡層的焊接特點(diǎn)，盡量減少?gòu)?fù)層一側(cè)的焊接工作量。當(dāng)因焊接 位置限制只可采用單面焊時(shí)，可采用 V形坡口單面焊，先焊復(fù)層，再焊過(guò)渡層，最后焊基層。 焊接時(shí)盡量使復(fù)層中少溶入基層成分。哀 IJ 合御幅手工電厘錚壇口彩式31尺寸Hili疇成 8 1ZP=Z c2 廬=召0”M V脳罐門(mén)冶=r 60* =602632尸CSh8 R=- a IS* 戸= SO*Jt = 100J； = 15C2*75*4 3C*平扳對(duì)ft.測(cè)體轉(zhuǎn)、#FW5i平質(zhì)時(shí)HE

34、環(huán)禪建平恆時(shí)按.臨體啾*耳齋事焊接材料選擇不合適，不銹鋼焊縫就可能?chē)?yán)重稀釋?zhuān)纬神R氏體淬硬組織。由于鉻、鎳 強(qiáng)烈滲入珠光體鋼基層而嚴(yán)重脆化，產(chǎn)生裂紋。因此焊接過(guò)渡層時(shí)，為了減少基層對(duì)過(guò)渡層 焊縫的稀釋作用，要選用含鉻、鎳當(dāng)量較高的焊接材料，施焊時(shí)采用小電流，降低熔合比， 保證焊縫金屬含有一定量的鐵素體組織，以提高抗裂性，且之即使受到基層的稀釋?zhuān)膊粫?huì) 產(chǎn)生馬氏體淬硬組織。當(dāng)復(fù)合板度小于25mm寸，基層也可全用Cr25-Ni13系（A302）焊條，但焊接殘余應(yīng)力大， 消耗不銹鋼焊條多。當(dāng)復(fù)合板厚度大于25mm寸，可先用純鐵焊條焊一層過(guò)渡層，然后用鋼焊 條焊接基層。常用不銹復(fù)合鋼板焊接材料的選用見(jiàn)

35、表 14。表中列出了基層、復(fù)層和過(guò)渡層焊接推薦采 用的焊條類(lèi)型。這些焊條是根據(jù)復(fù)合鋼板基層、復(fù)層的性能要求而選定的。不銹復(fù)合鋼雙面 焊和埋弧焊時(shí)焊接材料的選用見(jiàn)表 15。表14常用不銹復(fù)合鋼板焊接材料的選用復(fù)合鋼的組合基層過(guò)渡層復(fù)層Q235 0Cr13E4303E309-16(E1-23-13-16)E308-16(E0-19-10-16)E4315,E4316E309-15(E1-23-13-15)E308-15(E0-19-10-15)16Mn 0Cr13E5003,E5015E5016E5515-GE309-16(E1-23-13-16)E347-16(E0-19-10Nb-16)15M

36、nV 0Cr13E309-15(E1-23-13-15)E347-15(E0-19-10Nb-15)12CrMo 0Cr13E5515-B1E309-16(E1-23-13-16)E309-15(E1-23-13-15)E347-16(E0-19-10Nb-16)E347-15(E0-19-10Nb-15)Q235 1Cr18Ni9TiE4303E309-16(E1-23-13-16)E347-16(E0-19-10Nb-16)Q235 0Cr18Ni9TiE4315,E4316E309-15(E1-23-13-15)E347-15(E0-19-10Nb-15)16Mn 1Cr18Ni9Ti1

37、6Mn 0Cr18Ni9Ti15MnV 1Cr18Ni9TiE5003,E5015E5016E5515-GE309-16(E1-23-13-16)E309-15(E1-23-13-15)E347-16(E0-19-10Nb-16)E347-15(E0-19-10Nb-15)Q235 Cr18Ni12Mo2TiE4303E4315,E4316E309Mo-16(E1-23-13-Mo2-16)E318-16(E0-18-12Mo2Nb-16)16Mn 0Cr18Ni12Mo2Ti15MnV 0Cr18Ni12Mo2TiE5003,E5015E5016E5515-GE309Mo-16(E1-23-

38、13-Mo2-16)E318-16(E0-18-12Mo2Nb-16)注：括號(hào)內(nèi)為 GB/T 983-1985型號(hào)表15不銹復(fù)合鋼雙面焊和埋弧焊時(shí)焊接材料的選用復(fù)合鋼板手工電弧焊埋弧焊牌號(hào)型號(hào)焊絲焊劑基層Q235J422,J427E4302,E4315H08A,H08HJ43120、 20gJ422,J427J507E5003,E5015E5515-GH08Mn2SiA,H08AH08MnAHJ43109Mn216Mn15MnTiJ502,J507J557E5003,E5015E5515-GH08MnAH08Mn2SiAH10Mn2HJ431過(guò)渡層A302,A307A312E309-16,E3

39、09-15E309MO-16H00Cr29Ni12TiAIHJ260復(fù)層1Cr18Ni9Ti0Cr18Ni9Ti0Cr13A102,A107A132,A137A202,A207E308-16,E308-15E347-16,E347-15E316-16,E316-15H0Cr19Ni9TiH00Cr29Ni12TiAlHJ260Cr18Ni12Mo2TiCr18Ni12Mo3TiA202,A207A212E316-16,E316-15E318-16H0Cr18Ni12Mo2TiH0Cr18Ni12Mo3TiH00Cr29Ni12TiAlHJ260復(fù)合鋼板的基體和復(fù)層分別選用各自適用的焊接材料進(jìn)行

40、焊接。關(guān)鍵是接近復(fù)層的過(guò)渡 層部分，必須考慮基層的稀釋作用，應(yīng)選用 Cr、Ni含量較高的奧氏體填充金屬來(lái)焊接過(guò)渡層 部分，以免出現(xiàn)脆硬組織。復(fù)合鋼板的基層較薄時(shí)（如總厚度不大于8mm，可以用奧氏體焊條或填充金屬焊接復(fù)合鋼的全厚度，這時(shí)更需考慮基層材料的稀釋作用。當(dāng)復(fù)合鋼板的厚度小于25mm寸，基層也可全用E309-16等焊條，但焊接殘余應(yīng)力稍大些， 消耗不銹鋼焊條多。當(dāng)復(fù)合鋼板的厚度大于25mm寸，可先用鐵素體焊條施焊一層過(guò)渡層， 然 后再用碳鋼焊條焊接基層。復(fù)合鋼單面焊焊接材料的選用見(jiàn)表16。表16復(fù)合鋼單面焊焊接材料的選用復(fù)合鋼板手工電弧焊埋弧焊?jìng)渥⑴铺?hào)型號(hào)焊絲焊劑復(fù)層0Cr18Ni9Ti

41、1Cr18Ni9Ti0Cr13A102,A107A002E308-16,E308-15E308L過(guò)渡層純Fe基層（有過(guò)渡層）Q235,20J422E4303H08AHJ431最初兩層手 工電弧焊，其余 用埋弧焊20gJ422,J502J507E4303,E5003E5015H08AH08MnAHJ43116Mn15MnTiJ507,J557J607E5015,E5515-GE6015-GH08MnAH10Mn2HJ431基層（無(wú)過(guò)渡層）20,20g16Mn15MnTiA302A307E309-16E309-15HCr25Ni13H00Cr29Ni12TiAlHJ260（4）復(fù)合鋼的焊接工藝根據(jù)

42、復(fù)合鋼板材質(zhì)、接頭厚度、坡口尺寸及施焊條件等確定焊接工藝，通常選用手工電弧焊、埋弧焊、氬弧焊、CO氣體保護(hù)焊等。目前常用氬弧焊焊接復(fù)層，用埋弧焊或手工電弧焊焊接基層。 焊接順序復(fù)層鋼的焊接順序?yàn)椋合群富鶎樱俸高^(guò)渡層，最后焊復(fù)層（見(jiàn)圖5），以保證焊接接頭具有良好的耐蝕性。同時(shí)還應(yīng)考慮過(guò)渡層的焊接特點(diǎn)，盡量減少?gòu)?fù)層一側(cè)的焊接工作量。角接接頭無(wú)論復(fù)層位于內(nèi)側(cè)或外側(cè)，均先焊接基層。復(fù)層位于內(nèi)側(cè)時(shí)，在焊復(fù)層以前應(yīng)從內(nèi)角對(duì)基層焊根進(jìn)行清根。復(fù)層位于外側(cè)時(shí)，應(yīng)對(duì)基層最后焊道進(jìn)行修光。焊接 復(fù)層時(shí)，可先焊過(guò)渡層，也可直接焊復(fù)層，這要根據(jù)復(fù)合鋼板厚度而定。為了防止第一道基 層焊縫中熔入奧氏體鋼，可預(yù)先將接頭附

43、近的復(fù)層金屬加工掉一部分。過(guò)渡層高溫下有碳擴(kuò) 散過(guò)程發(fā)生，在交界區(qū)形成了高硬度的增碳帶和低硬度的脫碳帶，使過(guò)渡層形成了復(fù)雜的金 相組織狀態(tài)，造成復(fù)層鋼板焊接困難。 焊接工藝要點(diǎn) 焊前正確裝配，是關(guān)系到接頭質(zhì)量的關(guān)鍵。焊前裝配應(yīng)以復(fù)層為基準(zhǔn)， 防止錯(cuò)邊量過(guò)大，影響復(fù)層的焊接質(zhì)量。首先必須保證工件裝配的間隙，一般對(duì)接接頭約1.5 2mm保證不錯(cuò)邊。錯(cuò)邊量過(guò)大將直接影響過(guò)渡層和復(fù)層的焊接質(zhì)量。筒體件裝配焊縫的錯(cuò)邊量允許值見(jiàn)表17。表17筒體件裝配焊縫的錯(cuò)邊量允許值復(fù)層厚度/mm縱縫錯(cuò)邊量/mm環(huán)縫錯(cuò)邊量/mm2 2.5 0.5 1.035 1.0 1.5裝配時(shí)的點(diǎn)固焊在基層鋼上進(jìn)行，點(diǎn)焊焊縫不可產(chǎn)生

44、裂紋和氣孔，否則應(yīng)鏟去重焊。點(diǎn) 焊所用焊條及工藝參數(shù)與生產(chǎn)時(shí)用的相同。嚴(yán)禁用碳鋼或低合金鋼焊接材料在高合金復(fù)層上 施焊，并防止用錯(cuò)焊條，把過(guò)渡層焊條焊到復(fù)層上。用碳鋼焊條在復(fù)層一側(cè)施焊時(shí)，應(yīng)對(duì)復(fù) 層表面（坡口兩側(cè)各150mn范圍）涂覆白堊粉保護(hù)，已經(jīng)粘上的飛濺顆粒必須仔細(xì)清除掉。不銹鋼復(fù)層不可有劃傷或污染。先焊基層，第一道基層焊縫不應(yīng)熔透到復(fù)層金屬，以防焊縫金屬發(fā)生脆化或產(chǎn)生裂紋?；鶎愉摵附訒r(shí)，仍按基層鋼常規(guī)焊接電流施焊。對(duì)于過(guò)渡層的焊接，為了減少母材對(duì)焊縫的稀釋率，在保證焊透的條件下，應(yīng)盡量采用小電流焊接?；鶎雍竿旰?，用碳弧氣刨、鏟削或磨削法清理焊根，經(jīng)X射線(xiàn)探傷合格后，才能焊接過(guò)渡層，最后

45、將復(fù)層焊滿(mǎn)。要盡量減少焊縫的稀釋?zhuān)捎眯≈睆胶笚l和窄焊道；自動(dòng)焊時(shí)，采 用擺動(dòng)焊絲或多絲焊以減小熔合比，盡量采用直流正接。焊過(guò)渡層焊縫時(shí)，必須蓋滿(mǎn)基層焊 縫，且要高出基層與復(fù)層交界線(xiàn)約1mm焊縫成形要平滑，不可凸起，否則需用手砂輪打磨掉。Q235 1Cr18Ni9Ti復(fù)合板焊接的工藝參數(shù)見(jiàn)表 18。表 18 Q235 1Cr18Ni9Ti 復(fù)合,鋼板焊接的工藝參數(shù)焊縫層次焊條焊條直徑焊接電流焊接電壓牌號(hào)型號(hào)/mm/A/V1312020基層2J427E43154160243419026過(guò)渡層4A302E309-16(E1-23-13-16)413014020復(fù)層5A312E309Mo-16(EE

46、1-23-13Mo2-16414015020 括號(hào)內(nèi)為GB/T 983-1985的型號(hào)。焊接小直徑復(fù)合鋼管時(shí)，第一層焊道應(yīng)采用鎢極氬弧焊，然后用 E309-15等奧氏體焊條焊接第二層。原子能反應(yīng)堆球形壓力容器是由大厚度雙層鋼構(gòu)成，施焊過(guò)程中先焊內(nèi)部不銹 鋼復(fù)合層，再焊一層鐵素體過(guò)渡層，最后用低合金鋼焊條填滿(mǎn)基層焊縫。根據(jù)工作條件選用 結(jié)構(gòu)材料時(shí)，應(yīng)使奧氏體焊縫與珠光體鋼熔合區(qū)中的擴(kuò)散層降低到最小程度。這一點(diǎn)對(duì)于在 高溫和有腐蝕性介質(zhì)中工作的構(gòu)件以及焊后需要進(jìn)行回火處理的大型構(gòu)件來(lái)說(shuō)尤其重要。在 很多情況下，焊接構(gòu)件的允許工作溫度應(yīng)低于珠光體鋼的使用溫度。由于熔合區(qū)化學(xué)成分、組織性能的不均勻性以

47、及基層、復(fù)層兩種鋼熱導(dǎo)率的差異，可能產(chǎn)生擴(kuò)散過(guò)渡層或引起擴(kuò)散過(guò)渡層變寬。為了防止擴(kuò)散層的生成和變寬，可采用含碳化物形成元素的珠光體焊條進(jìn)行焊接，或在焊接坡口處用3.4焊后熱處理不銹復(fù)合鋼熱處理時(shí)，在復(fù)合鋼交界面上會(huì)產(chǎn)生碳元素從基層向復(fù)層的擴(kuò)散，并隨溫度 升高，保溫時(shí)間增長(zhǎng)而加劇。結(jié)果在基層一側(cè)形成脫碳層，在不銹鋼一側(cè)形成增碳層，使其 硬度增高，韌性下降。脫碳層一側(cè)軟化，強(qiáng)度降低。基層與復(fù)層的熱膨脹系數(shù)相差很大，在 焊接加熱、冷卻過(guò)程中，在鋼板的厚度方向上會(huì)產(chǎn)生很大的殘余應(yīng)力。這種殘余應(yīng)力在復(fù)層 的不銹鋼表面上形成拉伸應(yīng)力，成為設(shè)備使用過(guò)程中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等事故的原因，不可 忽視。在不銹復(fù)合鋼

48、的焊接接頭中，既不進(jìn)行復(fù)層的固溶處理，一般也不進(jìn)行消應(yīng)力熱處理。 但是，在極厚的復(fù)合鋼的焊接中，往往要求采取中間退火和消除應(yīng)力熱處理。消除焊接殘余 應(yīng)力的熱處理最好在基層焊完后進(jìn)行，熱處理后再焊過(guò)渡層和復(fù)層。如需整體熱處理時(shí)，選 擇熱處理溫度時(shí)一考慮對(duì)復(fù)層耐蝕性的影響、 過(guò)渡層組織不均勻性及異種鋼物理性能的差異。 熱處理溫度一般為450650C（多數(shù)情況下是選擇下限溫度而延長(zhǎng)保溫時(shí)間）。奧氏體不銹鋼具有良好的耐蝕性，但是焊接接頭存在拉應(yīng)力的情況下，容易引起應(yīng)力腐 蝕裂紋。因此必須設(shè)法使其表面殘余拉應(yīng)力減小。減小不銹復(fù)合鋼表面殘余應(yīng)力的方法有如 下幾種。 退火處理 可以減小不銹復(fù)合鋼表面的殘余應(yīng)

49、力，但是在不銹復(fù)合鋼中，焊接接頭的 不銹鋼一側(cè)和碳鋼一側(cè)的物理化學(xué)和力學(xué)性能有很大差異，即奧氏體不銹鋼的線(xiàn)膨脹系數(shù)比 碳鋼大得多，在退火后的冷卻過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，所以退火并不能達(dá)到完全消除不銹鋼殘 余拉伸應(yīng)力的預(yù)期效果。但在相當(dāng)高的溫度下退火時(shí)，由于焊縫金屬在常溫下的屈服應(yīng)力降 低，使不銹鋼部分的殘余拉伸應(yīng)力有一定的降低。另外，退火可以消除基層部分的殘余應(yīng)力。 借助變形法消除應(yīng)力 對(duì)于存在殘余拉伸應(yīng)力的焊接結(jié)構(gòu)件，從外部施加拉伸變形（以 彈性變形的大小為限），則存在殘余拉伸應(yīng)力的地方會(huì)引起塑性變形而使殘余應(yīng)力降低。從實(shí)際效果看，通過(guò)應(yīng)用變形法達(dá)到減輕雙層不銹復(fù)合鋼容器上不銹鋼部分的殘余應(yīng)力是

50、可行 的。 噴丸處理 采用噴丸處理雙層復(fù)合鋼的不銹鋼部分，使材料表面造成殘余壓縮應(yīng)力,從而防止應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生。4.銅-鋼復(fù)合鋼板的焊接4.1銅鋼復(fù)合鋼板的焊接特點(diǎn)銅-鋼復(fù)合鋼板常用脫氧銅或無(wú)氧銅作復(fù)層。鋼和銅在高溫時(shí)的晶格類(lèi)型、晶格常數(shù)和 原子半徑等都很接近，這對(duì)焊接是有利的。但是熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率、線(xiàn)膨脹系數(shù)等物理性能差異 較大，給焊接造成一定的困難。鋼與銅的線(xiàn)膨脹系數(shù)相差較遠(yuǎn)，而且銅-鐵二元合金的結(jié)晶溫度區(qū)間很大，故在焊接時(shí) 容易產(chǎn)生熱裂紋。銅對(duì)鐵的表面活性高，液態(tài)銅或銅合金有可能向其所接觸近縫區(qū)的鋼表面 內(nèi)部滲透，使鋼的近縫區(qū)形成滲透裂紋。實(shí)踐證明，含Ni、Al、Si銅合金的焊縫金屬對(duì)鋼的

51、滲透較少，而含Sn的青銅則滲透嚴(yán)重。此外，鋼的組織狀態(tài)也對(duì)滲透裂紋有重要影響。液態(tài) 銅能浸潤(rùn)奧氏體而不能浸潤(rùn)鐵素體，所以單相奧氏體鋼比奧氏體-鐵素體雙相鋼更易發(fā)生滲 透裂紋。4.2銅鋼復(fù)合鋼板焊接工藝銅和鋼鎳合金復(fù)層的最好焊接方法是氣體保護(hù)焊。銅復(fù)層厚度大于3.2mm時(shí)，推薦預(yù)熱溫度不小于150C，用直徑小于1.6mm的銅焊條焊接。復(fù)層較薄時(shí)，若采用預(yù)熱，貝U先去除 一部分過(guò)渡層后再焊復(fù)層，以控制復(fù)層焊縫因稀釋帶入的鐵量，保證耐蝕性。復(fù)層厚度小于 2.3mm時(shí)，應(yīng)在鋼上小心地熔敷一層銅，再用后傾焊法的半自動(dòng)MIG焊，電弧直接作用在熔池上，而不作用在鋼上，使第一層焊道的含鐵量小于5%,以防止熱裂

52、紋和滲透裂紋。銅-鋼復(fù)合板過(guò)渡層的焊接材料可按表 19選取。銅-鋼復(fù)合鋼板對(duì)接時(shí)的坡口形式及尺 寸見(jiàn)表20。表中后兩種是先焊復(fù)層后焊基層的坡口形式。表19銅-鋼復(fù)合板過(guò)渡層的焊接材料接去陽(yáng)或d/mmmmH/mm(*)2A5.；復(fù)合滲鋁鋼的1-1J焊接60231-360a .注：括號(hào)內(nèi)為焊條牌號(hào)或焊絲代號(hào)。衰2o板對(duì)播時(shí)的堆口形式蠱尺寸堆 口尺寸ENiCu-7TcuAI(T237)HSCuAI(HS213)TcuSnB(T227)HSCuSn(HS212)TcuAl(T237)HSCuAl(HS213)ENiCu-7 或TCuAl, HSCuAl(HS213)低合金鋼ENiCu-7TcuAl(T237)HSCuAl(HS21