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)濟價值。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，對基層和復(fù)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(fù)層材料決定。① 拉伸強度 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，抗接強度高于碳鋼。復(fù)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(shè)計中， 美國在 ASMF 標準中規(guī)定： 復(fù)合鋼的整體厚度按基層碳鋼的厚度進行設(shè)計。日本有關(guān)標準通常也按這種規(guī)定進行設(shè)計。② 彎曲性能 測定復(fù)合鋼的彎曲性能時，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(fù)

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(yīng)按碳鋼整體厚度的規(guī)定進行試驗。判斷復(fù)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(fù)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(fù)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(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(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)標準的規(guī)定，當基層材料選用深沖拉延鋼時，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 能伸長率δ /% 彎曲角度 屈服強度 內(nèi)彎、外彎試驗結(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(fù)層為 0Cr13 鋼時，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撎枙r，冷軋復(fù)合薄鋼板的力學(xué)性能按基層牌號相應(yīng)標準的規(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(fù)合鋼板任做一個彎曲試驗、非對稱型復(fù)合鋼板進行冷彎試驗時，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 復(fù)合鋼板的接頭設(shè)計復(fù)合鋼板焊接接頭設(shè)計必須考慮便于分別對基層、復(fù)層及過渡層焊接施工和避免或減少焊接第