2023年壓力容器用不銹鋼復(fù)合板焊接性能探析

2023年壓力容器用不銹鋼復(fù)合板焊接性能探析

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壓力容器生產(chǎn)過程中，不銹鋼復(fù)合板是最為常見的材料。不銹鋼復(fù)合板強度高，具有良好的抗腐蝕性能，并且耐磨損、壽命較長，較奧氏體不銹鋼更具優(yōu)勢。然而，不銹鋼復(fù)合板焊接過程中，由于復(fù)合層厚度不均，會導(dǎo)致加工坡口時出現(xiàn)剝離不凈的情況，使得焊接縫中的合金元素含量上升。上述情況會造成焊接縫變脆，對焊接質(zhì)量產(chǎn)生一定程度影響?；诖耍疚膶毫θ萜饔貌讳P鋼復(fù)合板焊接性能進(jìn)行了分析，并提出了相關(guān)觀點，以供參考。

壓力容器；不銹鋼；復(fù)合板；焊接

Intheproductionofpressurevessels，cladplateofstainlesssteelisthemostcommonmaterial.Cladplateofstainlesssteelhighstrength，goodcorrosionresistanceandwearresistance，longerlifeexpectancy，moreadvantagesthanausteniticstainlesssteel.Stainlesssteelcompoundplateweldingprocess，however，duetotheuneventhicknessofthecompositelayer，wouldleadtostrippingwhenchamferingofdirty，alloyingelementscontentintheweldingseam.Thesecircumstanceswillcauseweldseamscrisp，hadsomeimpactonweldingquality.Basedonthis，thisstainlesssteelcladplateforpressurevesselweldingperformanceisanalyzed，andputforwardviewsforreference.

Pressurevessel；Stainlesssteel；Compositeplate；Welding

1不銹鋼復(fù)合板焊接工藝概述

從不銹鋼復(fù)合板焊接工藝發(fā)展角度來看，高速度、高溶敷率、高質(zhì)量是首要目標(biāo)。在這種目標(biāo)需求下，也催生了一系列新型工藝，如多絲多弧焊接工藝、多元氣體保護(hù)焊接工藝、活性化焊接工藝等。以多絲多弧焊接工藝為例，該工藝極大程度上提升了焊接生產(chǎn)速度及金屬熔敷率，在角焊縫高速焊接中具有很好的適用性，其焊速高達(dá)1.8m/min[1]。在智能化技術(shù)不斷發(fā)展的背景下，焊接技術(shù)也將朝著智能化方向發(fā)展，以獲取更優(yōu)的產(chǎn)品質(zhì)量及工作效率。

2合金元素對過渡區(qū)鋼的影響分析

過渡區(qū)鋼中除了C與Fe外，還存在部分雜質(zhì)元素如Ni、Cu、Cr、P、S等。這些雜質(zhì)元素會對產(chǎn)品生產(chǎn)加工產(chǎn)生一定程度影響，導(dǎo)致成品質(zhì)量下降[2]。因此，優(yōu)質(zhì)鋼中的雜質(zhì)元素含量具有嚴(yán)格控制標(biāo)準(zhǔn)，具體如下表所示：

以下，對雜質(zhì)元素具體影響進(jìn)行綜合性闡述：

2.1淬火性能影響

（1）淬透性影響。易造成晶粒粗化的元素如Mn、P、Ni、Cr等會提升淬透性；而部分元素如Al、Co等會促進(jìn)晶粒細(xì)化，導(dǎo)致淬透性降低（2）回火脆性影響。Mn、Cr、Cu、Ni、V等會一定程度上增強過渡區(qū)鋼的回火脆性，使鋼性能受到影響；而Be則會延遲回火脆性，對鋼性能起到保護(hù)作用。

2.2機(jī)械性能影響

鋼的性能主要由鐵素體及碳化物相對分布情況所決定。與此同時，合金元素也會對鋼的力學(xué)性能產(chǎn)生一定程度影響。部分合金元素溶于固溶體當(dāng)中，由于其原子體積及結(jié)構(gòu)與Fe原子有所差異，因而會導(dǎo)致鐵晶體點陣出現(xiàn)畸變，使得鋼韌性與延展性降低，但固溶體強度、硬度則會上升。合金元素對調(diào)質(zhì)鋼力學(xué)性能的影響具體如表2所示。

2.3化學(xué)性能影響

高溫焊接時，鋼材會受到O2或SO2侵蝕。若鋼中含有適量的Si、Al等元素，則可在表面生成一層氧化膜，避免鋼材受到氧化。過渡區(qū)鋼中的C會一定程度上影響其抗腐蝕性，當(dāng)C含量增加時，抗腐蝕性能會明顯下降。不含任何合金元素的微碳純鐵對酸、堿混合介質(zhì)具有較好的抗腐蝕性，這使得超低碳不銹鋼材料愈來愈受到重視。當(dāng)鋼中含有適量Cu與P時，可大幅度增強抗腐蝕能力，特別是含銅鋼具有較強的油漆吸附作用，可對油漆層產(chǎn)生保護(hù)作用，使其不易脫落。

3各類型材料焊接性能分析

熱軋低合金高強度鋼可通過加入Mn、Si等元素進(jìn)行固溶強化，促使其整體強度的提升。熱軋鋼合金元素含量較少，碳量相對較低，不易出現(xiàn)冷裂，但焊縫中可能會出現(xiàn)熱裂紋（由C、S、P所致）。通過降低焊縫中母材的溶合比，可提升焊縫形狀系數(shù)，起到控制熱裂紋的作用。珠光體耐熱鋼可加入Cr、Mo、W等元素來提升抗氧化能力，加入這些合金元素后，其抗腐蝕能力、抗蠕變能力也將有所上升，使鋼材整體焊接性能得以改善。奧氏體不銹鋼焊接過程中可選用超低碳焊接材料，用較小的焊接熱輸入來提升冷卻速度，可有效防止裂紋。

4結(jié)語

不同類型的鋼材料，其焊接屬性存在一定程度差異，通過加入適量合金元素，并對相關(guān)工藝進(jìn)行優(yōu)化，可有效提升焊接質(zhì)量，促使產(chǎn)品達(dá)標(biāo)。

[1]呂朝陽，趙麗玲.通過焊接與軋制制備的不銹鋼/