不锈钢复合钢板焊接探讨.pdf

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不锈钠复合钢板焊接探讨
纪永杰刘熙章杨致东张红燕高进强
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来
(1.山东大学,济南250061;2.济南钢铁集团总公司,济南250100)
摘要:不锈钢复合板具有广闹的发展前景.焊接技术是其推广应用的关键技术:本文就不锈钢复合板焊接中可能出
现的问题以及在实际焊接中应采取的艺措施进行了讨论
关键词:不锈钢复合板、焊接、工艺措施
Discussion On Welding of Stainless Clad Plate
Ji Yongjie, Liu Xizhang, Yang Zhidong. Zhang Hongyan, Gao Jinqiang
(1. Shandong University; 2. Jinan Iron &Steel Co.
Abstract: The prospect of stainless clad plate is promising,. And the welding of the stainless clad plate is the
key factor in its application. In this paper, the problems which may encounter in welding are deseribed and
process measures taken in production welding are discussed
Key words: stainless clad plate, welding, process measure
1前言
焊接工艺是钢材开发中需要考虑的一个重
不锈钢复合板是由碳素钢或合金钢为基层,要因素,也是钢材能够得以推广应用的前题。本文
不锈钢为复层,以轧制等方法制成的双金属复合主要就不锈钢复合板焊接中存在的问题、解决方
钢板。不锈钢复合板一般由基层来保证复合钢板案及措施进行分析
的强度,由复层来保证复合钢板的耐腐蚀性能。它
2不锈钢复合板焊接中存在的问题
既具有不锈钢的美观耐用性、成型性、耐腐蚀性等
不锈钢复合板是由不锈钢和低碳钢两种焊
优良性能,又有碳钢高强度和低成本的优点叫,因接材料复合而成。这两种材料的热物理性能、化
而广泛应用于石油、化工、医药、建筑、输酸管道、学成分和组织上存在较大差异,因此,焊接不锈
压力容器、水利等领域
钢复合板时一般需要对不锈钢复层和低碳钢基
我们国家对复合钢板、管的技术开发也非常层分别焊接。在焊接过程中可能存在以下几方面
重视,国家计委和科学技术部已把复合金属材料的问题
列入国家高科技优先发展重点项目,在中国
(1)由于Cr、Mi元素在焊接过程中部分被烧
“九五”国家重点技术开发指南中的技术开发的损,使焊缝中的Cr、Ni含量降低,影响复层的耐蚀
总体目标和重点任务中,提出了“重点开发不锈性
钢冷轧板、2000m以上的宽幅中板、不锈钢复
2)由于基层焊缝对复层焊缝的稀释作用,
合板、钢管、卷重大于1吨的盘条等品格”,在主将降低复层焊缝中的铬镍含量,增加复层焊缝的
要技术开发内容及指标中提及“不锈钢复合钢含碳量,易导致复层焊缝中产生马氏体组织,从而
板技术”。
降低焊接接头的塑性和韧性,并影响复层焊缝的
NO.1,200TL
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山
耐腐蚀性。
种材料焊接,焊接性能较好,焊接工艺比较成熟。
(3)基层焊接时可能熔化不锈钢复层使得
3.2.2过渡层的焊接
合金元素掺人而导致碳钢基层焊鏠金属严重硬
过渡层的焊接属于异种材料焊接。它是保
化和脆化,其过渡层硬化带的厚度可达2.5mm,证不锈钢复合板焊接质量的关键?,也是不锈钢
该硬化带对冷裂纹极为敏感,易于产生裂纹W?、复合板焊接难度较大的区域。焊接工作者作了
3焊接工艺措施
大量的研究,认为主要应从以下几个方面来解
由于存在上述问题,一般在焊接不锈钢复合决
板时在基层和复层间加一过渡层。即对于不锈钢
1)选择铬線含量高的双相络镍不锈钢焊条,
复合板的焊接分三部分考虑:基层的焊接、复层的这样即使过渡层受到基层稀释,也可避免在熔敷
焊接及过渡层的焊接
金属中产生马氏体组织叫
3.1坡口选择
2)为减少基层对过渡层的稀释,应尽量采用么
(1)采用基层、过渡层、复层焊接顺序
较小的焊接电流,较大的焊接速度2
复层
基层
3)采用反极性、多道焊垇。
4)采用焊缝稀释率较小的焊接方法
5)由于双相组织具有优良的抗腐蚀性能和
抗裂纹性能,可根据基层成分、焊缝稀释率,由舍
夫勒组织图确定过渡层焊接材料,使焊鏠的组织
图1坡口型式10
为奥氏体加4~12%的铁素体
采用该焊接顺序时,推荐选用图1的坡口型
不锈钢复合板一般是由碳钢基层保证强度和
式。其特点是焊接坡口附近的复层材料和与复层刚度,不锈钢复层保证耐蚀性,为了保证复合板的
直接毗邻的基层材料被预先去除掉一部分,焊接各项性能,对于过渡层覆盖范围以及过渡层的厚
时只要把基层部分坡口填满,就保证了基层焊缝度是有一定的要求的。过渡层应尽可能地覆盖基
厚度,从而也满足了接头设计强度要求,且不必担层碳钢部分,从而避免复层与基层的相互熔解和
心焊接基层焊缝时会误熔化复层材料。质量控制稀释2。过渡层的厚度为1.5-25m,在复层侧的
主要靠结构来保证,从根本上排除了不确定的人厚度应不大于1.8mm7湖
为因素。
3.3复层的焊接
(2)采用复层、过渡层、基层焊接顺序
复层焊接可以认为是在过渡层上堆焊,过渡
层的成分及组织性能一般与复层接近,因此复层
焊接基本上可认为是同种材料焊接。由于复层材
料一般是不锈钢,因此焊接的主要问题是焊接接
头易于现焊缝晶间腐蚀、热影响区的晶间腐蚀、
热影响过热区的“刀蚀”、焊接接头的应力腐蚀
图2坡口型式?
热裂纹等。
采用该焊接顺序时,推荐选择用图2的坡口
产生焊缝晶间腐蚀、热影响区的晶间腐蚀、热
型式。其特点是复层的焊接基本上排除了基层材影响过热区的“刀蚀”的主要原因是在晶界上析
料的影响,完全属于同种材料的焊接,焊接工艺比出铬的碳化物,形成贫铬的晶粒边界11。影响应
较成熟,熔敷金属的成分、以及复层的耐腐蚀性比
力腐蚀的因素有焊接区的残余拉应力、焊缝铸造
较容易得到保证。
组织以及接头区的碳化物析出。热烈纹的形成主
3.2工艺措施
要原因是导热系数小、线膨胀系数小、焊缝柱状晶
3.2.1基层的焊接
间存在低熔点夹层滇膜等
基层一般采用普通碳钢或低合金钢,属于同
对不锈钢焊接过程中存在的上述问题一般采
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