【摘要】 分析了Q235B＋321不锈钢复合板的焊接性，对复合板进行了焊接工艺评定，确定了Q235B＋321不锈钢复合板的焊接工艺。施焊过程中通过严格执行工艺规则，既保证了焊接质量，又提高了焊接效率，满足设计要求。 不锈钢复合板是以碳素钢或合金钢为基层，不锈钢为复层，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、成形性好、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。为此，本文分析了不锈钢复合板的焊接性，通过焊接工艺评定，制定了焊接工艺，并将该工艺成功应用于槽的制作中，效果良好。 1. 焊接性分析 槽母材为Q235B＋321不锈钢复合板，基层为Q235B，厚度为7mm，复层为321，厚1mm。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。基层与复层成分及性能差异较大，因此控制好过渡层的焊接是获得高质量接头的关键。 不锈钢复合板过渡层焊接时主要存在的问题： （1）焊缝金属的稀释 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，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。同时采用合适的焊接方法和焊接工艺，减小基层一侧熔深和焊缝的稀释。 （2）过渡层 当采用不锈作填充金属时，碳钢母材和填充材料成分相差悬殊。由于碳钢一侧液态金属温度较低、流动性较差，不能充分相互混合，所以靠近熔合线碳钢成分所占比例越大，被稀释得就越严重，这部分被稀释的焊缝金属称为过渡层，它在碳钢和不锈钢焊缝之间会形成马氏体。当马氏体区较宽时，会显著降低接头韧性，使用过程中出现脆性破坏。因而要求冲击韧度较高时，选用高镍填充金属。 （3）扩散层 基层碳钢含碳量高、合金元素含量少，而不锈钢相反，在熔合线两侧形成浓度差。焊接复合钢板时，碳从碳钢向不锈钢焊缝扩散，结果在熔合线碳钢一侧形成脱碳层而软化，在不锈钢焊缝一层形成增碳层而硬化。扩散层随温度增高和高温停留时间加长而增大。由于熔合线两侧金属性能相差悬殊，接头受力可能引起应力集中，降低接头的高温强度和塑性，因而扩散层是不锈钢复合板焊接的薄弱环节。 （4）焊接接头高应力状态 由于碳钢与不锈钢线胀系数、热导率不同，在焊接高温下会产生热应力。同时焊接接头在交变温度条件下工作时，容易形成热疲劳裂纹。因而焊后热处理xx焊接应力是不可能的，可选用线胀系数与碳钢接近且塑性好的高镍基焊条焊接，使热应力集中在不锈钢一侧熔合线处，通过不锈钢的塑性变形，减小热应力及热疲劳应力的不利影响。 2. 不锈钢复合板的焊接工艺评定 （1）焊接方法的选择 根据复合钢板的材质和厚度，并考虑现场施工，基层选用熔化极CO2气体保护焊，复层焊接选用焊条电弧焊。CO2气体保护焊具有熔合比较小、生产率高、成本低、焊接变形和应力小、焊缝质量高等优点；焊条电弧焊熔合比较小，灵活性较大，适用范围广。 不锈钢复合板Q235B＋321，基层为Q235B，厚度为7mm，复层为321，厚1mm。复层较薄，过渡层焊完后，就无法进行复层的焊接。因此，采取不再添加过渡层，而直接进行复层焊接的方案，但复层焊接工艺参照过渡层进行。 （2）焊接材料的选择 基层选用CO2气体保护焊，焊丝选用ER50－6。考虑到碳钢对焊缝金属的稀释作用、熔合区碳的扩散、焊接接头的应力分布、焊缝金属的抗裂性能，复层焊接选用 25－13型的E309－16（A302），配合较小的熔合比，可以得到较高抗裂性能的奥氏体＋铁素体组织。 （3）坡口形式及焊接顺序 根据现场情况，坡口形式采用单面V形坡口，双面焊接。先焊基层，后焊复层，以保证复合板焊接接头具有良好的耐腐蚀性能，并尽量减少复层一侧的焊接工作量。 （4）焊接参数的选择 选择焊接参数的基本出发点是尽量减小碳钢的熔化量，降低熔合比。焊接时，选用小直径、小电流、高电压和快速焊接。 3. 现场工艺要点 （1）下料、打坡口、清理 不锈钢复合板总厚度为7mm，主要是采用机械加工下料。加工时，复合层必须向下，而基层向上。如果采用氧乙炔切割时，复层应向下，从基层一侧开始下料，容易获得平滑断面；等离子弧切割时，复层应向上。无论采用哪种方法下料，不可损伤、污染复层表面，焊前必须打磨坡口处，对坡口及其两侧20mm范围内进行清理，除去油污、锈及其他杂质，复层不可有划伤和污染。 （2）焊件的装配与点固 焊前装配要以复层为基准对齐，错边量留在基层一侧，控制在0.5～1mm，错边量过大将直接影响复层的焊接质量；必须保证工件装配间隙，一般对接接头约为1.5～2.0mm，错边。定位焊要在基层面上进行，焊接材料、焊接参数与基层焊接相同，严禁用错焊条，点焊焊缝不能产生裂纹和气孔，否则应铲去重焊，点焊时粘在复层上的飞溅颗粒必须xx干净。 （3）基层焊接 选焊基层，{dy}道基层焊缝不应熔透到复层金属，一、二层间应保持适宜的低温，以防止复层过热，焊缝金属发生脆化或产生裂纹。 基层焊完后，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。 （4）复层焊接 复层焊缝应{zh1}焊接，采用反极性，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，允许在前后焊道施工间隙时冷却接头。 （5）注意事项 严格按焊接工艺评定报告的焊接参数进行施焊，注意延长熄弧时间，避免出现弧坑；焊缝不允许咬边，若发生咬边，应进行修磨或补焊，补焊时应按原焊接工艺进行，注意层间温度。 （6）焊工资质要求 所有焊工均必须持有Q235、不锈钢全位置焊有效合格证，经考试合格，方可上岗。 4. 效果检查 按以上工艺施焊，槽体焊缝表面无裂纹、未熔合、气孔和咬边等缺陷，经射线探伤抽检，焊缝一次合格，达到Ⅱ级焊缝质量。槽体经水压试验，一次成功，合格率100％。实践表明，制定的槽体焊接工艺适当，焊接质量优良，保证了产品的正常使用。
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