復合板焊接工藝全

1、復 合 鋼 的 焊 接石油、化工、航海和軍工生產(chǎn)中廣泛使用復合鋼制造各類耐腐蝕設備。目前應用較多的復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，主要滿足復合鋼在使用中強度和剛度的要求。不銹鋼部分為復層，主要滿足復合鋼的耐蝕性等要求。隨著復合鋼的應用范圍不斷擴大，其焊接日益引起人們的關(guān)注。1. 1. 復合鋼的基本性能 復合鋼的基本性能1.1

2、 1.1 復合鋼的力學性能 復合鋼的力學性能生產(chǎn)中應用較多的復合鋼板是以不銹鋼、鎳基合金、銅基合金或鈦合金板為復層，低碳鋼或低合金鋼為基層，以爆炸焊、復合軋制、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） 的軋制復合鋼。 通常復層只占復合鋼板總厚度的 5%～50%，一般為 10%～20%，最小實用厚度為 1.5mm。復合鋼可以節(jié)約大量的不銹鋼或鈦等貴重金屬，具有很大的經(jīng)濟價值。碳鋼與不銹鋼（或鎳基合

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

4、度，mm；σbd——不銹鋼的抗拉強度， MPa；δd——不銹鋼的厚度，mm。在實際設計中， 美國在 ASMF 標準中規(guī)定： 復合鋼的整體厚度按基層碳鋼的厚度進行設計。日本有關(guān)標準通常也按這種規(guī)定進行設計。② 彎曲性能 測定復合鋼的彎曲性能時，可把不銹鋼復層放在外側(cè)，也可把碳鋼基層放在外側(cè)進行彎曲試驗。無論采取哪種方法，都必須根據(jù)處于外側(cè)材料的彎曲試驗規(guī)定進行，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)進行彎曲試驗，彎曲半徑按與復

5、合鋼整體厚度相等的不銹鋼厚度彎曲試驗所規(guī)定的半徑進行彎曲， 彎曲時外側(cè)必須不產(chǎn)生裂紋。 在碳鋼為外側(cè)的彎曲試驗時，應按碳鋼整體厚度的規(guī)定進行試驗。判斷復合鋼的彎曲性能時，把不銹鋼放在內(nèi)側(cè)，當不銹鋼的厚度為4.9～9.5mm 時，半徑R 可按復合鋼整體厚度的一半（R=δ /2）進行彎曲。當不銹鋼厚度δ >9mm 時，彎曲半徑 R 按等于復合鋼整體厚度（R=δ ）進行彎曲。通常規(guī)定三個試樣中至少一個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 不銹復合鋼板總厚度及其允許偏差 不銹復合鋼板總厚度及其允許偏差復合鋼板總厚度/mm總厚度允許偏差4～10±9%11～15±8%16～25±7%26～30±6%31～60±5%不銹復合鋼板表面的質(zhì)量特征如下。Ⅰ級表面 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、輕微劃傷和輥印。Ⅱ級表面 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、輕微劃傷、凹坑和輥印。反面：一般的輕微麻點、局部的深麻點、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層厚度之半，反面不得大于鋼板公差。不銹復合鋼冷軋薄鋼板的力學性能應符合基層材料相應標準的規(guī)定，當基層材料選用深沖拉延鋼時，力學性能應符合表 4 的規(guī)定。在彎曲部分的外側(cè)允許產(chǎn)生裂紋，復合界面不允許分層。表 4 不銹

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

9、能按復層為鐵素體不銹鋼的規(guī)定。基層為其他鋼號時，冷軋復合薄鋼板的力學性能按基層牌號相應標準的規(guī)定執(zhí)行。α 為復合鋼板總厚度。不銹復合鋼板標準中沒有彎曲試驗規(guī)定時，可不做彎曲試驗；如需求方要求做時，彎曲直徑 d=4α 。對稱型復合鋼板任做一個彎曲試驗、非對稱型復合鋼板進行冷彎試驗時，復層厚度大的面在外側(cè)。1.3 1.3 復合鋼板的接頭設計 復合鋼板的接頭設計復合鋼板焊接接頭設計必須考慮便于分別對基層、復層及過渡層焊接施工和避免或減少焊接第