江苏组合型柔性焊接衬垫供应商（600复合钢板焊接接头结构的改善）
江苏组合型柔性焊接衬垫供应商（600复合钢板焊接接头结构的改善）图 1 (a) 所示的坡口形式是设计图样的原节点图，图中明确标示了底层、过渡层、复层的焊接次序 并且对过渡层掩盖范围和过渡层的厚度均有一定要求。过渡层焊缝金属的外表应高出复合钢板分界面 015～115 mm 底层焊缝的外表与分界面的间隔要控制在 115～210 mm;过渡层的厚度应控制在 2～3 mm 内 ;过渡层焊缝金属必须彻底掩盖底层金属。实际上这是很难控制的 因为在实践生产过程中 焊工往往分辨不清底层与复层的界面 依托手工操作难以确保技术要求的 a = 015～115 mm b = 115～210 mm。惯例的坡口形式层的力学性能，而且在焊接过程中对焊缝金属的操控也变得简略些 可以避免用低合金资料焊接底层时，焊缝金属熔化复层导致底层焊缝的脆化。关于能从两边焊接的复合比较大的中厚板 底层用低合金资料焊接是比较经济的。该设备的焊接挑选了后者 底层用焊条电弧焊焊接，过渡层和复
复合钢板焊接特色
复合钢板由2种材料组成 底层材料一般是碳素钢或低合金钢 是作为强度资料运用的;复层资料是不锈钢、镍或镍基合金、钛材等 是作为耐蚀资料运用的。因此 底层和复层在物理性能、化学成分上存在较大差异。复合钢板焊接接头不但要保证力学性能 并且还要保证耐腐蚀性能。一般情况下 应对底层、复层分别进行焊接 焊接资料、焊接工艺等分别按底层、复层来挑选。底层和复层交界处的焊接属于异种金属的焊接 在大多数情况下 需要焊接过渡层。在复合钢板的焊接工艺规程中 对过渡层的焊接要求是很严格的 过渡层是复合钢板焊接难度最大的区域。
复合钢板的焊接本质是底层材料的焊接和在底层材料上堆焊耐蚀金属。复合钢板的焊接次序非常重要 一般状况下 先焊接底层 经检测合格后再焊接过渡层和复合层。不能在不锈钢或镍基合金等高合金材质上或焊缝金属上熔敷碳素钢或低合金钢焊材 这是复合钢板焊接的准则要求。
复合钢板的焊接顺序、焊接资料的挑选以及焊接工艺方法取决于焊接时可接近的复合钢板的侧面和钢板的厚度。关于复合比(底层与复层的厚度比值)较小的薄板，底层和复层都可以只用镍基合金资料焊接 这种情况下 不但能保证基
层的力学性能，而且在焊接过程中对焊缝金属的操控也变得简略些 可以避免用低合金资料焊接底层时，焊缝金属熔化复层导致底层焊缝的脆化。关于能从两边焊接的复合比较大的中厚板 底层用低合金资料焊接是比较经济的。该设备的焊接挑选了后者 底层用焊条电弧焊焊接，过渡层和复层用钨极氩弧焊焊接。
焊接接头坡口的方式
复合钢板焊接接头坡口的方式对第一道焊缝的焊接质量有很大影响。若先焊接底层 不能熔化复层使合金元素进入钢部分的焊缝金属中 形成脆化安排导致底层焊缝形成裂纹 ;若先焊接复层 不能熔化底层使铁元素熔入复层而使高合金焊缝金属稀释 降低耐蚀性能。常规的破口方式不能满足上述要求 需求改进。
惯例的坡口形式
图 1 (a) 所示的坡口形式是设计图样的原节点图，图中明确标示了底层、过渡层、复层的焊接次序 并且对过渡层掩盖范围和过渡层的厚度均有一定要求。过渡层焊缝金属的外表应高出复合钢板分界面 015～115 mm 底层焊缝的外表与分界面的间隔要控制在 115～210 mm;过渡层的厚度应控制在 2～3 mm 内 ;过渡层焊缝金属必须彻底掩盖底层金属。实际上这是很难控制的 因为在实践生产过程中 焊工往往分辨不清底层与复层的界面 依托手工操作难以确保技术要求的 a = 015～115 mm b = 115～210 mm。
别的 这种坡口形式简单将焊接底层的碳钢焊材熔敷到复层上 使接头产生脆硬安排 出现裂纹等缺点。别的 因为底层和复层材料的线膨胀系数不同 在焊接热循环的效果下 底层和复层间存在较大的内应力 易形成底层与复层在坡口边际张口 焊接时简单出现夹渣。
在这种情况下 焊接质量控制的关键是在焊接第一道底层焊缝时避免复层被熔化。这种坡口类型 完全赖焊工的技术和精心操作来保证 带有不确定性。
该台设备的筒体与管板的 C 对接接头和排气管的 D 类接头是比较特殊的情况 即只能从底层一侧先焊接复层。图样设计的原坡口方式如图 2 (a) 、图 3 (a) 所示。在这种破口方式下 第一道焊道是无法施焊的。由于无论怎样施行焊接 焊接第一道焊道时都会同时熔化复层和部分底层资料。尽管通过选用合金元素含量高的填充资料可弥补底层资料的稀释效果 但要保证第一道焊道的化学成分符合复层资料抗腐蚀性能的要求几乎是不可能的 由于底层资料熔入的比例很难把握。
改进的坡口方式
若接头采用台阶式坡口方式 就能克服常规坡口方式的缺点和焊接难度。台阶式坡口分 2 种状况 一种是如图 1 (b) 、图 4(b) 所示的在复层侧开台阶。
这种台阶式坡口特点是接头坡口邻近的复层资料和与复层直接贴合的一薄层底层资料被预先去除去一部分 焊接时只要把底层部分坡口填满 就能确保底层焊缝的厚度 然后也满足了接头设计的强度要求 且不用忧虑焊接底层焊缝时会误熔化复层资料。质量控制主要靠结构来确保 从根本上排除了不确定的人为因素 是复合钢板焊接技术的一项前进。
这种台阶式坡口具有以下优点 :
(1) 能防止底层金属焊到复层上 确保复层金属的耐蚀性和底层金属的力学性能。
(2) 利于底层焊缝清根 焊接底层时与复层截然分隔 这样底层就可以用钢板的焊接技能来焊接 能确保底层焊缝的力学性能要求 符合焊接操作便利的原则。
(3) 将底层金属结合界面向下开出 015 ～ 110 mm 深、3～5 mm宽的槽 形成一个台阶 可将底层焊缝金属焊至与台阶平齐 可以防止底层焊缝高度打破 b 值。
(4) 由于坡口台阶的存在 便于过渡层的焊接 过渡层能完全掩盖底层 而且简单到达技能要求的 a、b 值 这时 b 值是由开槽的深度决定的 台阶对确保过渡层焊缝金属厚度有利。
(5) 在这种情况下 焊接过渡层时熔合比小 可降低焊缝金属的稀释率。
(6) 复层边际远离焊缝中心 在焊接热循环过程中 最高峰值温度大大降低 防止了因底层焊接时反复受热膨胀引起复层张口 防止出现夹渣。
(7) 有利于底层焊缝的返修 由于在有复层焊缝金属参与的情况下 返修成功是非常困难的。
另一种台阶式坡口形式如图 2 (b) 、图 3 (b) 所示 在底层侧
开台阶 能确保第一道焊缝金属不熔入底层 从而确保耐蚀性
能。
上海霆钢金属集团有限公司
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总结
关于复合钢板的焊接 除了制定科学的焊接工艺和挑选合适的焊材外 依据可接近的侧规划合理的焊接接头坡口方式也是确保复合钢板焊接质量的关键措施。关于从底层侧先焊基层或从底层侧直接焊接复层 第一道焊接至关重要 应避免焊缝金属底层和复层的互熔 台阶式坡口易于做到这一点。
