復(fù)合板焊接工藝全

1、復(fù) 合 鋼 的 焊 接石油、化工、航海和軍工生產(chǎn)中廣泛使用復(fù)合鋼制造各類耐腐蝕設(shè)備。目前應(yīng)用較多的復(fù)合鋼是由較薄的不銹鋼與較厚的低合金鋼通過爆炸焊、軋制或堆焊等工藝方法制成的雙金屬板材。較厚的珠光體鋼部分為基層，基層多半由低碳鋼或低合金鋼組成，主要滿足復(fù)合鋼在使用中強(qiáng)度和剛度的要求。不銹鋼部分為復(fù)層，主要滿足復(fù)合鋼的耐蝕性等要求。隨著復(fù)合鋼的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其焊接日益引起人們的關(guān)注。1. 1. 復(fù)合鋼的基本性能 復(fù)合鋼的基本性能1.1

2、 1.1 復(fù)合鋼的力學(xué)性能 復(fù)合鋼的力學(xué)性能生產(chǎn)中應(yīng)用較多的復(fù)合鋼板是以不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦合金板為復(fù)層，低碳鋼或低合金鋼為基層，以爆炸焊、復(fù)合軋制、堆焊或釬焊方法制成的雙金屬板材。還可以采用電渣焊生產(chǎn)大厚度 （100～150mm） 的軋制復(fù)合鋼。 通常復(fù)層只占復(fù)合鋼板總厚度的 5%～50%，一般為 10%～20%，最小實(shí)用厚度為 1.5mm。復(fù)合鋼可以節(jié)約大量的不銹鋼或鈦等貴重金屬，具有很大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。碳鋼與不銹鋼（或鎳基合

3、金、鈦等）用復(fù)合軋制或爆炸焊方法形成的復(fù)合鋼板，要求具有一定的拉伸、彎曲等力學(xué)性能。為了保證復(fù)合鋼板不失去原有的綜合性能，對(duì)基層和復(fù)層必須分別進(jìn)行焊接，焊接性、焊接材料選擇、焊接工藝等由基層、復(fù)層材料決定。① 拉伸強(qiáng)度 復(fù)合鋼中的不銹鋼復(fù)層的力學(xué)性能比基層碳鋼優(yōu)良，抗接強(qiáng)度高于碳鋼。復(fù)合鋼的拉伸強(qiáng)度（σb、σs）可用下式求出。σbcδc σbdδd σb＝────────δc δd式中 σbc——碳鋼的抗拉強(qiáng)度，MPa；δc——碳鋼的厚

4、度，mm；σbd——不銹鋼的抗拉強(qiáng)度， MPa；δd——不銹鋼的厚度，mm。在實(shí)際設(shè)計(jì)中， 美國(guó)在 ASMF 標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定： 復(fù)合鋼的整體厚度按基層碳鋼的厚度進(jìn)行設(shè)計(jì)。日本有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)通常也按這種規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。② 彎曲性能 測(cè)定復(fù)合鋼的彎曲性能時(shí)，可把不銹鋼復(fù)層放在外側(cè)，也可把碳鋼基層放在外側(cè)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)。無論采取哪種方法，都必須根據(jù)處于外側(cè)材料的彎曲試驗(yàn)規(guī)定進(jìn)行，目的是為了判斷外側(cè)材料的性能。如果把不銹鋼放在外側(cè)進(jìn)行彎曲試驗(yàn)，彎曲半徑按與復(fù)

5、合鋼整體厚度相等的不銹鋼厚度彎曲試驗(yàn)所規(guī)定的半徑進(jìn)行彎曲， 彎曲時(shí)外側(cè)必須不產(chǎn)生裂紋。 在碳鋼為外側(cè)的彎曲試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)按碳鋼整體厚度的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)。判斷復(fù)合鋼的彎曲性能時(shí)，把不銹鋼放在內(nèi)側(cè)，當(dāng)不銹鋼的厚度為4.9～9.5mm 時(shí)，半徑R 可按復(fù)合鋼整體厚度的一半（R=δ /2）進(jìn)行彎曲。當(dāng)不銹鋼厚度δ >9mm 時(shí)，彎曲半徑 R 按等于復(fù)合鋼整體厚度（R=δ ）進(jìn)行彎曲。通常規(guī)定三個(gè)試樣中至少一個(gè)試樣不能在彎曲處的兩端有超過 50%

6、的分離現(xiàn)象。的表面粗糙度。表 3 不銹復(fù)合鋼板總厚度及其允許偏差 不銹復(fù)合鋼板總厚度及其允許偏差復(fù)合鋼板總厚度/mm總厚度允許偏差4～10±9%11～15±8%16～25±7%26～30±6%31～60±5%不銹復(fù)合鋼板表面的質(zhì)量特征如下。Ⅰ級(jí)表面 鋼板兩面允許有深度不大于鋼板厚度公差之半， 且不使鋼板小于允許最小厚度的一般的輕微麻點(diǎn)、輕微劃傷和輥印。Ⅱ級(jí)表面 鋼板表面允許有深度不大于鋼

7、板厚度公差之半， 且不使鋼板小于允許最小厚度的下列缺陷。正面：一般的輕微麻點(diǎn)、輕微劃傷、凹坑和輥印。反面：一般的輕微麻點(diǎn)、局部的深麻點(diǎn)、輕微劃傷、壓痕或凹坑。鋼板兩面超出上述范圍的缺陷允許用砂輪清除，清除深度正面不得大于鋼板復(fù)層厚度之半，反面不得大于鋼板公差。不銹復(fù)合鋼冷軋薄鋼板的力學(xué)性能應(yīng)符合基層材料相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，當(dāng)基層材料選用深沖拉延鋼時(shí)，力學(xué)性能應(yīng)符合表 4 的規(guī)定。在彎曲部分的外側(cè)允許產(chǎn)生裂紋，復(fù)合界面不允許分層。表 4 不銹

8、復(fù)合鋼冷軋薄鋼板的力學(xué)性能 不銹復(fù)合鋼冷軋薄鋼板的力學(xué)性能拉 伸 性 能 冷 彎 性 能伸長(zhǎng)率δ /% 彎曲角度 屈服強(qiáng)度 內(nèi)彎、外彎試驗(yàn)結(jié)果 復(fù)層為奧 復(fù)層為鐵 （d=2 δ /MPa氏體不銹鋼 素體不銹鋼 α ）10s基層鋼號(hào)抗拉強(qiáng)度δb /MPa345～490365～51008Al10Al35036028271817180º180º不得有分層、裂紋、折斷不得有分層、裂紋、折斷注：復(fù)層為 0Cr13 鋼時(shí)，力學(xué)性

9、能按復(fù)層為鐵素體不銹鋼的規(guī)定?；鶎訛槠渌撎?hào)時(shí)，冷軋復(fù)合薄鋼板的力學(xué)性能按基層牌號(hào)相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定執(zhí)行。α 為復(fù)合鋼板總厚度。不銹復(fù)合鋼板標(biāo)準(zhǔn)中沒有彎曲試驗(yàn)規(guī)定時(shí)，可不做彎曲試驗(yàn)；如需求方要求做時(shí)，彎曲直徑 d=4α 。對(duì)稱型復(fù)合鋼板任做一個(gè)彎曲試驗(yàn)、非對(duì)稱型復(fù)合鋼板進(jìn)行冷彎試驗(yàn)時(shí)，復(fù)層厚度大的面在外側(cè)。1.3 1.3 復(fù)合鋼板的接頭設(shè)計(jì) 復(fù)合鋼板的接頭設(shè)計(jì)復(fù)合鋼板焊接接頭設(shè)計(jì)必須考慮便于分別對(duì)基層、復(fù)層及過渡層焊接施工和避免或減少焊接第