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Welding Technology Vol33 No 6 Dec. 2004
?工艺与新技术?33
文章编号:1002-025X(2004)06-0033-03
不锈复合钢板的焊接
李明鉴,李齐
(葛洲坝机电建设有限公司,湖北宜昌443002
摘要:举世目的三峡エ程金属结构在泄洪坝段、厂坝段和双向五级永久船同的过流郎件的制作安载中,选用了大量不锈复合钢板
这在国内外永电建设中尚属首次。而残鋼、低合金高蛋度钢的复合铜板及异种钢的接在金属结构制造安装中要求高,难度大。为此
在进行了大量的坪接、工艺评定、坪工培训、产品焊接等应用研究,较全面地掌摄了复合钢板的焊接技术,保证了三峡工程金属构件
的制安装,高产优质。
关词:不锈复合钢板;焊接特点;辉接工艺
中图分类号:TC457.1
文献标识码:B
三峡工程金属结构的制造安装在过流部件的钢衬、排砂1.2复层与基层结合率
底孔、深孔、排砂钢管、输水廊道及反弧门等部件的制造安
基层与复层不论采用爆炸法(B)、轧制法(R)或爆炸轧
装中采用8=24mm和6=34mm2种规格的不锈复合钢板,复层制法(BR)进行复合,其结合率均应符合CBT8165~1997标
均为4mm,基层分别为20mm和30mm的高强度低合金钢和碳准1级要求,即结合率为100%,焊接接头也需要达到同等级要
钢。由于不锈复合钢板的复层具有不锈钢的优越性能,其耐求。
磨性、抗腐蚀性好,而强度主要靠基层碳钢和低合金钢获得。
工程金属结构制造安装达26万t以上,不锈复合钢板多达2不锈_合钢板的爆接特点
0.6万t,由此可见其在三峡工程中有着极其重要的位置。
不锈复合钢板在石油化工中应用较广泛,在三峡水电建
三峡工程在泄洪坝段深孔、底孔厂坝8条排砂钢管及永久设工程中首次使用,为保证工程焊接质量,必须严格按评定
船闸输水廊道的理件制安中选用了4种不同型号的不锈复合钢合格的工艺进行焊接。不锈复合钢板其复层厚4mm,即可满
板,其型号是:OCr22 NISMO3N+Q345C,(A+F);0Cr19Ni9N+足不锈钢的各项技术要求,而基层珠光体钢(碳钢或低合金
Q345B,(A);0Cr13 Nis Mo+Q345C,(M+A);O0Cr2 Nismo3N+钢)能满足强度和刚度的要求,因此不锈复合钢板在制造安
Q345C(A+F)。其复层均为4mm;基层20mm。在焊接方法装中焊接接头的好坏是保证产品质量的关键。
上采用了焊条电弧焊、埋弧焊、弧焊和气体保护自动焊等,2.1复层、基层的焊接特点
由于各施工单位是首次制作焊接这种材料的产品,结构复杂,
不锈复合钢板产品制造时,为了保证复合钢板不失去它
椭圆形护角圆变方的排砂钢管渐变段的不锈复合钢板加工困原有的综合性能,对于复层和基层应分别进行焊接,基层与
难,焊接质量和变形控制要求高,为了保证不锈复合钢板的基层的焊接采用与基层材质相应的焊条或焊丝,基层焊接工
焊接质量,提高焊接生产率,施工单位进行了一系列的焊接艺与相应的珠光体钢相同。复层与复层的焊接采用与复层材
工艺试验、工艺评定及工装胎具等,从而选用了最优的焊接质相应的焊条或焊丝,其焊接工艺则与相应的不锈钢相同,
方法和焊接工艺,保证了三峡工程复合钢板理件和钢衬的焊这种同材质的焊接没有特殊的工艺难题,在制作大量的压力
接质量。
容器和金属结构中已有了一定的经验。
2.2过渡层异种钢焊接特点
不锈复合钢板的性能指标
基层与复层交界处的焊接,即所谓“过渡层”的焊接,
1复合钢板的力学性能
属于异种钢的焊接,有其特殊问题。这是因为如果焊材或焊
表1复合钢板力学性能
接参数选择不当,往往因基层焊接时可能熔化不锈钢复层使
界面抗剪强度界面粘结强
得合金元素掺人,而导致碳钢基层严重脆化,甚至产生裂纹。
a,, 0,, 8, A Ky
/Mpa
在不锈钢复层焊接时,会造成焊缝金属严重稀释,降低其塑
复层
均不小于基材标准值
基层
8(%)
性及晶间耐腐蚀性能。因此在焊接不锈复合钢板的过渡层时,
p345B
≥325
490
Q345C
490640
要使用铬、镍当量高的奥氏体填充材料,并保证焊缝有一定
21
27(0℃)
量的铁素体组织,以提高其抗裂性,使过渡层即使受到基层
收日期:2004-03-26;修回日期:2004-10-12
碳钢的稀释,也不会产生马氏体淬硬组织,同时也应采用合
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34·工艺与新技术
焊接技术第33卷第6期2004年12月
适的焊接方法和焊接参数,即尽可能小的焊接热输入,使碳
60°±2.5°
钢基层一侧熔深较浅,减少焊缝金属的稀释和减少碳钢基层
合金化。
2.3过渡区组织的特点
由于复合钢板基层与复层之间只是分子的扩散与原子的
过
45°2.5°
结合的一线之隔,接头焊接时只有几毫米,在高温下焊接,
702.5°
有碳的扩散和合金元素的烧损问题,结果在交界处会形成高
(a)焊条电焊,气保护自动焊
硬度的增碳带和低硬度的脱碳带,使过渡区形成复杂的金属
组织状态,如过渡层焊材选择不当或焊接电流过大都会使复
35°±2.5°
层的热影响区耐蚀性和强度大大降低。因此,不锈复合钢板
的复层和过渡层应选择相匹配的焊接材料。
不锈复合钢板的焊接工艺
(c)角焊爨
3.1焊接方法
不锈复合钢板目前采用较多的焊接方法为焊条电弧焊。
(b)焊条电甄焊
基层可选用焊条电弧焊、埋弧焊或气体保护自动焊,复层和
は1坡口形式
过渡层多用焊条电弧焊,也可用氬弧焊、气体保护自动焊,
但是为了提高焊接速度,保证焊接质量,降低成本,一般以5不锈复合钢板焊接注意事项
焊条电弧焊较适合,因其熔合比小,而且方便灵活,不受工5.1不锈复合钢板的下料应采用等离子弧切割(氧乙炔切割
件形状、焊接位登的限制。
无法进行)或创边机进行。坡口加工以刨边为主,等离子弧
3.2焊接材料
切割为辅,坡口采用对称X形、V形,角接采用K形。
一般来说基层、复层和过渡层应选用3种不同型号的焊条5.2组装以复层为准,防止错边过大,影响复层质量。点固
或焊丝,但在生产中为避免多种焊条混用,可选用两种规格焊应在基层进行,禁止碳钢或低合金钢焊材在高合金的复层
型号的焊条,即基层焊条,复层和过渡层可选同型号的焊条,或焊缝上施焊,严防用错焊条。
以过渡层为准。虽然过渡层焊材要求比复层高,即镍、铬含5.3复层表面坡口两侧100mn范围内,应涂上白垩粉,以防
量高,价格贵些,但在工程上及实际生产中复层焊材与过渡飞減粘附。
焊材相同,这样既能保证过渡层质量,又可避免焊工用错不5.4基层焊完后,焊过渡层前应使基层与过渡层留有1~2mm
锈钢焊条,造成焊接接头失效。同一种规格(厚24mm)的不的高度,焊接过渡层参数应使熔合比最小,热输入小。
锈复合钢板焊材选用及性能见表2
5.5基层低合金钢道间温度≤200℃,过渡层和复层应控制在
2不锈复合钢爆材选用
60~80℃为宜。
不锈复合钢板
基层过渡层+复层焊材型号
5.6加强中间检查工序,如:定位焊后、焊过渡层前、