【不銹鋼復(fù)合板的焊接工藝】
使用范圍
本工藝適用于以各種不銹鋼為復(fù)材、低碳鋼或低合金鋼為基材總厚度大于或等于4mm的不銹鋼復(fù)合板的焊接。
焊接材料的選擇
2.1焊接材料選用原則
2.1.1 復(fù)層材料的選用應(yīng)保證熔敷金屬的合金元素的含量不低于復(fù)層材料標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的下限值。
2.1.2 過(guò)渡層的焊條宜選擇25%Cr-13%Ni型或25%Cr-20%Ni型以補(bǔ)充基層對(duì)復(fù)層的稀釋,對(duì)復(fù)層含鉬的不銹鋼復(fù)合板,應(yīng)采用25%-13%Ni-Mo型焊條。
2.2 常用不銹鋼復(fù)合板焊接材料可按表2.2-1、2.2-2選取。
表2.2-1 常用不銹鋼復(fù)合板過(guò)渡層及復(fù)層焊接材料的選用
復(fù)層材質(zhì) | 過(guò)渡層焊接 | 復(fù)層焊接 | |||
焊條牌號(hào) | 焊條型號(hào) | 焊條牌號(hào) | 焊條型號(hào) | 焊絲鋼號(hào) | |
06Cr19Ni10 (304) | A302 A307 A062 A402 A407 | E309-16 E309-15 E309L-16 E310-16 E310-15 | A102 A107 | E308-16 E308-15 | H0Cr21Ni10 |
022Cr19Ni10 (304L) | A062 | E309L-16 | A002 | E308L-16 | H00Cr21Ni10 |
06Cr18Ni11Ti (321) 1Cr18Ni9Ti | A302 A307 A062 A402 A407 | E309-16 E309-15 E309L-16 E310-16 E310-15 | A132 A137 | E347-16 E347-15 | H0Cr20Ni10Ti H0Cr20Ni10Nb |
022Cr17Ni14Mo2 (316L) | A042 | E309MoL-16 | A022 | E316L-16 | H0Cr19Ni12Mo2 |
06Cr17Ni12Mo2 | A312 A042 | E309Mo-16 E309MoL-16 | A022 | E316-16 | H00Cr19Ni12Mo2 |
1Cr13 | A302 A307 A402 A407 | E309-16 E309-15 E310-16 E310-15 | A302 A102 | E309-16 E308-16 | H0Cr14 |
310S | A402 A407 | E310-16 E310-15 | A402 A407 | E310-16 E310-15 | ER310S |
表2.2-2 常用不銹鋼復(fù)合板基層焊接材料的選用
基層材質(zhì) | 手弧焊 | 埋弧焊 | 氬弧焊 | CO2保護(hù)焊 | |||
焊條 | 焊絲鋼號(hào) | 焊劑 | 焊絲鋼號(hào) | 焊絲鋼號(hào) | |||
型號(hào) | 牌號(hào) | 型號(hào) | 牌號(hào) | ||||
Q235A、Q235B、20g、20R | E4303 E4315 | J422 J427 | H08A H08MnA | HJ401-H08A HJ401-H08MnA | HJ431 | H08Mn2SiA | H08Mn2SiA |
16Mn | E5015 | J507 | H08MnA H10Mn2 H10MnSi | HJ401-H08MnA HJ401-H10Mn2 HJ401-H10MnSi | HJ431 | H08Mn2SiA | H08Mn2SiA |
16MnR | E5015 E5015-G | J507 J507R |
焊前準(zhǔn)備
3.1 下料
不銹鋼復(fù)合鋼板的切割以及坡口加工盡量采用機(jī)械加工方法,切割面應(yīng)光滑,采用剪床切割時(shí),復(fù)層應(yīng)朝上。也可以采用等離子切割,切割時(shí)復(fù)層朝上,嚴(yán)禁將切割的熔渣落在復(fù)層上。
3.2 坡口加工及檢查
坡口形式和尺寸按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)規(guī)定,如設(shè)計(jì)未明確規(guī)定的,可參照?qǐng)D3.2-1選用。
坡口選用原則:確保焊接質(zhì)量填充金屬少,熔合比小,便于操作。
坡口加工一般采用機(jī)械方法制成。若采用等離子切割、氣割等方法開(kāi)制坡口,則必須去除復(fù)材表面的氧化層
d. 加工完的坡口要進(jìn)行外觀檢查,不得有裂紋和分層,否則應(yīng)進(jìn)行修補(bǔ)。
3.3焊前清理
坡口及其兩側(cè)各20mm范圍內(nèi)應(yīng)用機(jī)械方法及有機(jī)溶劑進(jìn)行表面清理,清除表面的油污、銹跡、金屬屑、氧化膜及其他污物,復(fù)層距離坡口100mm范圍內(nèi)應(yīng)涂防飛濺涂料。
3.4 焊件裝配
a.裝配應(yīng)以復(fù)層為基準(zhǔn),其錯(cuò)邊量不得大于復(fù)層厚度的二分之一,且不大于2mm,對(duì)于復(fù)層厚度不同時(shí),按較小的復(fù)層厚度取錯(cuò)邊量
b.定位焊應(yīng)焊在基層母材上,且采用與焊接基層金屬相同的焊接材料。手弧焊定位焊焊縫參照表3.5-1
表3.4-1手弧焊定位焊焊縫尺寸(mm)
焊件厚度 | 焊縫厚度 | 焊縫長(zhǎng)度 | 間距 |
≤20 | ≤0.7δ0 | >30 | 不大于500 |
>20 | 不小于8 | >50 |
δ0為基層厚度
c.在裝配過(guò)程中,嚴(yán)禁在復(fù)層上焊接工卡具,工卡具應(yīng)焊在基層一側(cè)。
d.復(fù)層一側(cè)附件的焊接要符合設(shè)計(jì)圖紙要求,當(dāng)設(shè)計(jì)要求復(fù)層測(cè)附件焊在基層金屬上時(shí),應(yīng)先將復(fù)層部分剝開(kāi),采用過(guò)渡層焊條將不銹鋼托架焊在基層殼體上,焊縫表面采用與焊復(fù)層相同的焊條進(jìn)行焊接。
焊接
當(dāng)產(chǎn)品技術(shù)條件要求焊接工藝評(píng)定時(shí),須在開(kāi)工前由施工單位根據(jù)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及技術(shù)要求制定焊接工藝評(píng)定,并取得質(zhì)量監(jiān)督部門的認(rèn)可。
4.1 焊接方法
基層的焊接*采用手工電弧焊、埋弧焊、及二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。復(fù)層和過(guò)度層的焊接,采用鎢極氬弧焊和手工電弧焊,也可采用能確保焊接質(zhì)量的其他焊接方法。
4.2 焊接程序
焊接宜先焊基層,再焊過(guò)渡層,之后焊復(fù)層(如圖4.2-1所示)。當(dāng)條件受到限制時(shí),也可先焊復(fù)層,再焊過(guò)渡層和基層,在這種情況下,如果復(fù)合板厚度小于10mm,基層的焊接可直接選用與過(guò)渡層相同的焊接材料,如果復(fù)合板厚度大于10mm,這時(shí)可適當(dāng)加大過(guò)渡層的焊接厚度(過(guò)渡層的焊接厚度應(yīng)大于或等于5mm),再后碳鋼或低合金焊接基層。
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基層的焊接
焊接基層焊道不得觸及和熔化復(fù)材,先焊基材時(shí),其焊道根部或表面,應(yīng)距復(fù)合界面1-2mm。焊縫余高應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。視基材厚度、鋼種以及結(jié)構(gòu)等因素,必要時(shí)可采用適當(dāng)?shù)念A(yù)熱處理。
過(guò)渡層的焊接
焊接過(guò)渡層時(shí),要在保證熔合良好的前提下盡量減少基材金屬的熔入量降低熔合比。為此應(yīng)采用較小直徑的焊條或焊絲以及較小的焊接線能量。過(guò)渡層的厚度應(yīng)不小于2mm。
復(fù)層的焊接
在焊接復(fù)層時(shí),要注意保護(hù)復(fù)層的表面,防止焊接飛濺物損傷復(fù)層表面,不得在復(fù)層表面隨意引弧、焊接卡蘭、吊環(huán)以及臨時(shí)支架等。復(fù)層焊縫表面應(yīng)盡可能與復(fù)層表面保持平整、光順。對(duì)接焊縫余高不大于1.5mm
5、焊后熱處理
5.1焊后熱處理按設(shè)計(jì)要求執(zhí)行。
5.2用不銹鋼復(fù)合板制造的容器、管道或部件,當(dāng)需要進(jìn)行焊后熱處理時(shí),*在焊接過(guò)渡層之前進(jìn)行,并按基層要求熱處理加熱溫度。常用的不銹鋼復(fù)合板焊后熱處理參數(shù)見(jiàn)表4.3.2-1。
表4.3.2-1 常用的不銹鋼復(fù)合板焊后熱處理參數(shù)
復(fù)層材料 | 基層材料 | 加熱溫度(℃) | 恒溫時(shí)間 (h) | 加熱速度 (℃/ h) | 冷卻速度 (℃/ h) |
鐵素體系 馬氏體系 奧氏體系 | Q235A、Q235B 20g、20R、16Mn、16MnR | 580~620 | T/25,且不小于1/4 | 400℃以上時(shí),加熱速度不得超過(guò)5000/T℃/ h,且不得超過(guò)200℃/ h,不低于50℃/ h | 不得超過(guò)6500/T℃/ h,且不得超過(guò)260℃/ h,不低于50℃/ h,400℃以下自然冷卻 |
12CrMo | 600~680 |
注:T為不銹鋼復(fù)合板總厚度(mm)。
5.3 有耐腐蝕要求的不銹鋼復(fù)合板焊制的容器管道,其復(fù)層焊縫表面要進(jìn)行酸洗鈍化處理。
6、焊接質(zhì)量檢驗(yàn)
不銹鋼復(fù)合板構(gòu)件的焊接質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目一般包括外觀檢驗(yàn)、無(wú)損探傷、力學(xué)性能試驗(yàn)、壓力試驗(yàn)、晶間腐蝕傾向試驗(yàn)以及金相檢驗(yàn)等,每個(gè)產(chǎn)品的檢驗(yàn)項(xiàng)目應(yīng)按產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣和技術(shù)條件的規(guī)定執(zhí)行。
6.1外觀檢驗(yàn)
a.焊縫成形良好,尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。
b.焊縫及熱影響區(qū)表面不得有氣孔、夾渣、裂紋、弧坑等缺陷。
c. 當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)圖樣及技術(shù)條件無(wú)明確規(guī)定時(shí),基層側(cè)焊縫的咬邊深度不得大于0.5mm,咬邊長(zhǎng)度不得大于該焊縫全長(zhǎng)的10%,且不得大于100mm。復(fù)層一側(cè)不得有咬邊缺陷。
6.2 當(dāng)產(chǎn)品技術(shù)條件要求進(jìn)行焊接工藝評(píng)定,或要求提供產(chǎn)品焊接試板的性能以及技術(shù)條件規(guī)定時(shí),還要進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)、焊縫的無(wú)損探傷、金相檢驗(yàn)等。
7、返修
當(dāng)發(fā)現(xiàn)焊接接頭有不允許存在的缺陷時(shí),應(yīng)將缺陷清除干凈,并按有關(guān)返修工藝要求進(jìn)行返修。