CN101913014B - 不锈钢复合板的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不锈钢复合板焊接方法，该焊接方法包括：(a)加工坡口，将不锈钢复合板的焊接端加工成X字型坡口，该坡口之间夹角为65°±5°，该坡口中部间隙为2±1mm，该坡口的根部距复合界面距离为1-2mm；(b)焊接基层，将基层分成基底层(1)，填充层(2)，盖面层(3)的三个层，并按照基底层(1)，填充层(2)，盖面层(3)的顺序进行焊接；(c)焊接过渡层，采用小直径焊条或焊丝，并采用小规范反极性进行直道焊；(d)焊接复层，采用小电流、较大的焊接速度和小热输入施焊。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢复合板的焊接方法。
背景技术
不锈钢复合板是以碳素钢或合金钢为基层，不锈钢为复层，采用轧制等方法制成的双金属复合钢板。一般由基层来保证复合板的强度，复层来保证复合板的耐腐蚀性能。它既具有不锈钢的美观耐用、成型性好、耐腐蚀性强等优良性能，又有碳钢高强度和低成本的优点，因而应用广泛。
不锈钢复合板焊接，应将基层和复层分开焊接。基层与复层交界处应焊接过渡层。基层焊接和复层焊接属于同种焊接，工艺比较成熟。过渡层焊接属于异种钢焊接，也是不锈钢复合板焊接的关键。
一直以来，双金属复合板的过渡层焊接问题一直是其施工技术的难点之一。在焊接过渡层时，由于基层碳钢不含合金元素Cr、Ni，所以熔化时对焊缝金属中合金元素Cr、Ni有稀释作用，使焊缝中奥氏体形成元素Cr、Ni含量减少，焊缝金属中会产生马氏体淬硬组织。易产生裂纹，从而恶化接头质量。因此，在焊接过渡层时，应使用含铬、镍量较多的焊接材料，使之即使受到基层的稀释，也不会产生马氏体淬硬组织。同时采用合适的坡口设计和焊接工艺，减小基层一侧熔深和焊缝的稀释。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种能够减少基层对过渡层稀释的同时提高焊接质量的不锈钢复合板的焊接方法。
本发明所涉及的不锈钢复合板的焊接方法，其特征在于，包括：(a)加工坡口，将不锈钢复合板的焊接端加工成X字型坡口，该坡口之间夹角为65°±5°，该坡口中部间隙为2±1mm，该坡口的根部距复合界面的距离为1-2mm；(b)焊接基层，将基层分成基底层(1)、填充层(2)、盖面层(3)的三个层，其中，基底层(1)的厚度大于填充层(2)，填充层(2)的厚度大于盖面层(3)，并按照基底层(1)，填充层(2)，盖面层(3)的顺序进行焊接，以及，对基底层(1)和填充层(2)采用不同的焊接工艺参数来进行焊接；(c)焊接过渡层，采用小直径焊条或焊丝，并采用小规范反极性进行直道焊；(d)焊接复层，采用小电流、较大的焊接速度和小热输入施焊。
本发明的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于，上述过渡层的厚度为大于2mm。
本发明的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于，在上述步骤(b)中，在焊接基底层(1)时，选用90A至100A范围的小电流进行焊接，在焊接填充层(2)时，选用160～180A的焊接电流。
根据本发明的X字型的坡口设计，由于坡口的根部距复合界面距离较小，因此，过渡层与基层的接触面较少，能够减少基层对过渡层的稀释，防止接头产生马氏体组织，出现裂纹缺陷，提高焊接质量。
根据本发明的多层焊接方法，能够对不同的层采用不同的焊接参数，防止因复层过热而焊缝金属发生脆化或产生裂纹，提高焊接质量。
附图说明
图1为坡口结构以及焊接工艺示意图。
附图标记
1：基底层；
2：填充层；
3：盖面层；
4：过渡层；
5：复层。
具体实施方式
下面，结合附图详细说明本发明的实施例。
本发明中以0Cr18Ni9不锈钢为复材、以低碳结构钢为基材的不锈钢复合钢板为例，进行本发明实施例说明。该不锈钢复合板的复层为0Cr18Ni9不锈钢，其厚度为2mm；基层为低碳合金钢Q235，其厚度为20mm。对该不锈钢复合板的焊接采用以下步骤。
首先，通过等离子切割、气割等机械加工法，将不锈钢复合板的焊接端加工成如图1所示的X字型坡口。其中，坡口间的夹角为65°±5°。两相对不锈钢复合钢板坡口中部间隙为2±1mm，坡口根部距复合界面的距离为1-2mm。通过上述的坡口设计，过渡层与基层的接触面较少，能够减少基层对过渡层的稀释，防止接头产生马氏体组织，出现裂纹缺陷，提高焊接质量。
其次，通过手工电弧焊法(以下，简称为SMAW)焊接基层。在本发明中将基层分成基底层1，填充层2，盖面层3的三个层，并按照基底层1、填充层2、盖面层3的顺序进行焊接。为了防止基层焊缝熔化到不锈钢的过渡层甚至复层焊缝，在焊接基底层1时，尽可能选用小电流焊接，可选90～100A。并且，为了保持基底层1和填充层2间适宜的低温，防止因复层5过热而焊缝金属发生脆化或产生裂纹，对基底层1和填充层2采用不同的焊接工艺参数来进行焊接。在本发明中，在焊接基底层1时，选用直径3.2mm的J426焊丝，焊接电流为90～100A，焊接电弧电压为21～23V，焊速为90～110cm/min；在焊接填充层2时，选用直径4mm的J426焊丝，焊接电流为160～180A，焊接电弧电压为24～26V，焊速为160～180cm/min(参见表1)。关于盖面层3的焊接，其焊接参数与填充层2相同(参见表1)。与此同时，基底层1的厚度大于填充层2，填充层2的厚度大于盖面层3。基底层1和填充层2焊完后，焊缝表面不得有裂纹、气孔和夹渣等缺陷，用碳弧气刨清根，使其表面略低于基层金属表面，以保护焊接接头具有较好的耐腐蚀性。
然后，通过SMAW法焊接过渡层4。在焊接过渡层4时，为了减小稀释 率，在保证熔合良好的前提下，尽量减少基材金属的熔入量降低熔合比。为此，优选采用小直径焊条或焊丝，并采用小规范反极性进行直道焊，以此降低基层对过渡层焊缝的稀释。在本发明中，在焊接过渡层4时，选用直径4mm的A302焊丝，焊接电流为160～175A，焊接电弧电压为24～26V，焊速为140～160cm/min(参见表1)。过渡层4的厚度应不小于2mm。
最后，通过SMAW法焊接复层5。在焊接复层5时，为了保护复层5的表面，防止焊接飞溅物损伤复层5表面，不得在复层5表面随意引弧、焊接卡兰、吊环以及临时支架等。并且，为了保证焊接质量，必须控制焊接热输入，尽量采用小电流、较大的焊接速度和小热输入施焊，以减少基材金属的熔入量，减少焊缝的稀释率，严格控制层间温度。复层焊缝表面应尽可能与复层表面保持平整、光顺。在本发明中，对复层5进行焊接时，选用直径4mm的A102焊丝，焊接电流为150～160A，焊接电弧电压为24～26V，焊速为140～160cm/min(参见表1)。对接焊缝余高不大于1.5mm。
表1：焊接工艺参数
Claims (1)
1.一种不锈钢复合板焊接方法，其特征在于，包括：
(a)通过机械加工法加工坡口，将不锈钢复合板的焊接端加工成X字型坡口，该坡口之间夹角为65°±5°，该坡口中部间隙为2±1mm，该坡口的根部距复合界面距离为1-2mm；
(b)通过手工电弧焊法焊接基层，将基层分成基底层(1)、填充层(2)、盖面层(3)的三个层，其中，基底层(1)的厚度大于填充层(2)，填充层
(2)的厚度大于盖面层(3)，并按照基底层(1)，填充层(2)，盖面层(3)的顺序进行焊接，以及，对基底层(1)和填充层(2)采用不同的焊接工艺参数来进行焊接；其中，在焊接基底层(1)时，选用90A至100A范围的小电流进行焊接，在焊接填充层(2)时，选用160～180A的焊接电流；
(c)通过手工电弧焊法焊接过渡层，采用小直径焊条或焊丝，并采用小规范反极性进行直道焊，并且，所述过渡层的厚度为大于2mm；
(d)通过手工电弧焊法焊接复层，采用小电流、较大的焊接速度和小热输入施焊。
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