不銹鋼復(fù)合板焊接既不同于不銹鋼，也不同于碳鋼或低合金鋼拄养，而有其特點(diǎn)和難點(diǎn)存和。為了保證不銹鋼焊接接頭滿足相關(guān)要求的機(jī)械性能并保有復(fù)層鋼板的綜合性能，防止焊縫金屬的耐腐蝕性衷旅、抗裂性的降低捐腿，需要對(duì)基層和復(fù)層分別焊接。除了基層和復(fù)層的焊接外柿顶，過(guò)渡層的焊接是不銹鋼復(fù)合板焊接的主要特點(diǎn)茄袖，也是不銹鋼復(fù)合板焊接的關(guān)鍵。
我公司生產(chǎn)的循環(huán)水換熱器由一組板芯嘁锯、兩塊壓板以及A宪祥、B、C家乘、D 四個(gè)側(cè)管箱裝配焊接而成（圖1）蝗羊。四個(gè)側(cè)管箱結(jié)構(gòu)包括兩塊端板、一塊蓋板仁锯、拉桿耀找、橫/ 縱向折流板、吊耳业崖、銘牌野芒、管口以及附件。該設(shè)備中不銹鋼復(fù)合板的焊接可以分為兩部分：一是A双炕、B狞悲、C、D 四個(gè)側(cè)管箱端板與蓋板之間的焊接妇斤；二是組裝過(guò)程中上下壓板與各側(cè)管箱蓋板的焊接以及各側(cè)管箱端板之間的焊接摇锋。
圖1 循環(huán)水換熱器
A、B 側(cè)管箱端板與蓋板之間的焊接
A站超、B 側(cè)管箱端板與蓋板之間的焊接是厚度分別為（30+3）mm 和（20+3mm 的兩塊復(fù)合鋼板的角焊縫接頭荸恕，如圖2 所示。
圖2 A顷编、B 側(cè)管箱端板與蓋板的焊接詳圖
復(fù)層側(cè)基層的焊接
基層SA-516 Gr.70N 是壓力容器常用鋼材戚炫，焊接性能良好，采用成熟的焊接工藝媳纬，既能保證焊接質(zhì)量双肤，也可以滿足復(fù)合鋼板對(duì)強(qiáng)度和韌性等力學(xué)性能的要求。
從復(fù)層側(cè)基層開(kāi)始焊接钮惠，采用80%Ar+20%CO2混合氣體茅糜，用GMAW( 實(shí)心焊絲) 的焊接方法，氣體流量為20 ～ 25L/min素挽，焊接材料及工藝參數(shù)見(jiàn)表1（打底層及填充層）蔑赘。為了避免基層碳鋼焊接時(shí)在復(fù)層表面造成電弧劃傷和焊接飛濺污染使其耐腐蝕性能降低，焊接前用防飛濺涂料涂敷在焊縫兩側(cè)各不小于50mm预明。
為了防止過(guò)大的焊接熱輸入對(duì)復(fù)層金屬的影響缩赛，控制焊接線能量≤ 23kJ/cm。采用多層焊撰糠，在保證熔合良好的情況下酥馍，加快焊接速度，減薄焊縫厚度阅酪，使坡口兩側(cè)熔合良好旨袒，防止產(chǎn)生氣孔、未熔合等缺陷术辐。道間溫度控制為<250℃砚尽。焊接至距離復(fù)層結(jié)合面2 ～ 3mm 時(shí)停止焊接，給過(guò)渡層焊縫留出合適的深度辉词。冷卻到<100℃時(shí)必孤，用砂輪機(jī)將坡口內(nèi)的飛濺、熔渣等清理干凈瑞躺，以利于過(guò)渡層的焊接隧魄。
過(guò)渡層的焊接
過(guò)渡層是典型的奧氏體與非奧氏體鋼的異種鋼焊接，兩種鋼材的物理性能差異很大隘蝎，不銹鋼層的熱導(dǎo)率比低合金鋼低购啄，線膨脹系數(shù)和電阻率也比基層大得多，因而在焊接過(guò)渡層時(shí)會(huì)引起較大的焊接應(yīng)力和變形嘱么，再加上焊縫與母材交界處熔合區(qū)組織的不均勻性狮含，導(dǎo)致過(guò)渡層極易產(chǎn)生焊接裂紋。因此必須控制與調(diào)節(jié)異種鋼接頭組織的不均勻性曼振，減少焊接應(yīng)力几迄，防止過(guò)渡層脆化和產(chǎn)生裂紋，保證過(guò)渡層具有優(yōu)良的塑性冰评、韌性映胁。
采用98%Ar+2%CO2 混合氣體，用GMAW 焊接方法甲雅，氣體流量為18 ～ 23L/min解孙，焊接材料及工藝參數(shù)見(jiàn)表1（過(guò)渡層）坑填。嚴(yán)格控制焊接熱輸入≤ 18kJ/cm，道間溫度控制為<150℃弛姜，按照一層三道的焊道排列形式進(jìn)行焊接脐瑰，即先在坡口的兩側(cè)各堆焊一道焊道，然后再進(jìn)行焊接中間焊道廷臼，如圖3所示苍在。焊接至距離復(fù)層表面1.5 ～ 2mm 時(shí)停止焊接，用砂輪機(jī)磨平荠商，以利于復(fù)層的焊接寂恬。施焊時(shí)，焊接電流要適中莱没，在熔合良好的情況下初肉，焊接速度應(yīng)盡量快些，電弧不宜太長(zhǎng)或太短郊愧，以免產(chǎn)生氣孔等缺陷朴译。過(guò)渡層焊接完成之后進(jìn)行PT 滲透檢測(cè)，合格后再進(jìn)行復(fù)層的焊接属铁。
表1 焊接材料及工藝參數(shù)
圖3 過(guò)渡層的焊接示意圖
復(fù)層的焊接
復(fù)層是奧氏體不銹鋼眠寿，可焊性良好，選擇98%Ar+2%CO2 混合氣體焦蘑，用GMAW 的焊接方法盯拱，焊接材料及工藝參數(shù)見(jiàn)表1（復(fù)層）。嚴(yán)格控制線能量≤ 18kJ/cm例嘱，采用一層多道布置焊道狡逢，焊接速度宜快不宜慢，保證熔合良好拼卵，防止咬邊缺陷奢浑，使焊縫成形良好，圓滑過(guò)渡腋腮，焊縫余高2 ～ 2.5mm 為宜雀彼。道間溫度控制為<150℃，避免產(chǎn)生熱裂紋即寡，滿足設(shè)備使用過(guò)程中復(fù)層對(duì)耐蝕性的要求徊哑。
外側(cè)基層的焊接
采用GMAW 焊接方法，焊接材料及工藝參數(shù)見(jiàn)表1（填充層F聪富、F1莺丑、F2）。
C墩蔓、D 側(cè)管箱端板與蓋板之間的焊接
C梢莽、D 側(cè)管箱端板與蓋板之間的焊接是厚度為（12+3）mm 復(fù)合鋼板與厚度為36mm 的奧氏體不銹鋼之間的角焊縫接頭萧豆，如圖4 所示。
圖4 C蟹漓、D 側(cè)管箱端板與蓋板的焊接詳圖
過(guò)渡層的焊接
奧氏體與非奧氏體鋼的異種鋼焊接炕横，焊接要點(diǎn)與技巧與A源内、B 側(cè)管箱過(guò)渡層的焊接相同葡粒。對(duì)坡口及其兩側(cè)各20mm 范圍內(nèi)進(jìn)行表面清理，清除表面的油污膜钓、銹跡嗽交、金屬屑、氧化膜及其他污物颂斜，復(fù)層距離坡口100mm 范圍內(nèi)應(yīng)涂防飛濺涂料夫壁。采用GMAW 焊接方法，焊接材料及工藝參數(shù)見(jiàn)表1 中過(guò)渡層焊接沃疮。
復(fù)層的焊接
奧氏體不銹鋼的焊接盒让，焊接要點(diǎn)與技巧與A、B 側(cè)管箱復(fù)層的焊接相同司蔬，詳見(jiàn)表1 中的參數(shù)邑茄。
上下壓板與各側(cè)管箱蓋板的焊接
上下壓板與各側(cè)管箱蓋板的焊接是由8mm 不銹鋼板芯，50mm 碳鋼壓板以及（20+3）mm 和（12+3）mm厚度的復(fù)合板組成的角焊縫接頭俊啼，如圖5肺缕、圖6 所示。
圖5 A授帕、B 側(cè)管箱蓋板與壓板的焊接詳圖
圖6 C同木、D 側(cè)管箱蓋板與壓板的焊接詳圖
與單一的材質(zhì)焊接相比，復(fù)合板的焊接比較復(fù)雜跛十，主要表現(xiàn)在焊縫金屬易稀釋?zhuān)^(guò)渡區(qū)有碳遷移發(fā)生彤路，熔合區(qū)易產(chǎn)生脆硬組織，接頭存在較大的殘余應(yīng)力等芥映。
過(guò)渡層由于兩種鋼的化學(xué)成分和物理性能差別較大洲尊，存在碳鋼基層與不銹鋼復(fù)層以及焊接填充金屬間的互熔問(wèn)題，這是一個(gè)復(fù)雜的合金化過(guò)程屏轰。當(dāng)從復(fù)層開(kāi)始焊接時(shí)颊郎，在過(guò)渡層上熔焊碳鋼焊縫金屬，形成合金焊縫霎苗，硬化帶約為2.5mm姆吭，更高硬度值>460HV，極易產(chǎn)生焊接裂紋唁盏。在這種焊接順序的情況下内狸，考慮到鎳基焊接材料的成本太高检眯，所以基層的焊接必須用與過(guò)渡層相同的不銹鋼焊接材料，因?yàn)楹缚p厚度較大昆淡，為了提高生產(chǎn)效率锰瘸，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，采用GMAW 焊接方法昂灵。首先對(duì)焊接坡口表面進(jìn)行預(yù)堆處理避凝，即在整個(gè)坡口表面堆焊不銹鋼層，堆焊時(shí)選用合金含量較高的過(guò)渡層材料堆焊過(guò)渡層眨补，然后選用合金含量較低的不銹鋼材料堆焊1 ～ 3 層管削，這樣在基層的碳鋼表面形成隔離層，最后用不銹鋼材料撑螺，選用GMAW 焊接整個(gè)焊縫含思。
各側(cè)管箱端板之間的焊接
各側(cè)管箱端板之間的焊接是厚度為（30+3）mm 復(fù)合鋼板與厚度為36mm 的奧氏體不銹鋼之間的角焊縫接頭，如圖7 所示甘晤。焊接特點(diǎn)以及注意事項(xiàng)與C含潘、D 側(cè)管箱端板與蓋板之間的焊接相同，焊接方法线婚、焊接材料及工藝參數(shù)見(jiàn)表1遏弱。
圖7 側(cè)管箱各端板之間的焊接詳圖
結(jié)束語(yǔ)
此不銹鋼復(fù)合板設(shè)備焊接完成，按照ASME 鍋爐壓力容器規(guī)范第Ⅴ卷進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)合格酌伊，焊縫質(zhì)量良好腾窝，證明了工藝方案的可行性，同時(shí)也得出不少不銹鋼復(fù)合板焊接的寶貴經(jīng)驗(yàn)：嚴(yán)格執(zhí)行焊接工藝居砖，控制焊接線能量和融合比虹脯，確保關(guān)鍵層的焊接質(zhì)量；在只能先焊復(fù)層奏候，再焊過(guò)渡層和基層的條件下循集，可用過(guò)渡層焊材對(duì)坡口表面進(jìn)行隔離層堆焊，然后選用合金含量較低的不銹鋼材料焊接蔗草，從而保證焊縫的外觀與質(zhì)量
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