不锈钢复合板焊接工艺.doc

不锈钢复合板焊接工艺规程
1、 使用范围
本工艺适适用于以多种不锈钢为复材、 低碳钢或低合金钢为基材总厚度大于或等于4mm不锈钢复合板焊接。
2、 焊接材料选择
2.1焊接材料选择标准
2.1.1 复层材料选择应确保熔敷金属合金元素含量不低于复层材料标准要求下限值。
2.1.2 过渡层焊条宜选择25%Cr-13%Ni型或25%Cr-20%Ni型以补充基层对复层稀释, 对复层含钼不锈钢复合板, 应采取25%-13%Ni-Mo型焊条。
2.2 常见不锈钢复合板焊接材料可按表2.2-1、 2.2-2选择。
表2.2-1 常见不锈钢复合板过渡层及复层焊接材料选择
复层材质
过渡层焊接
复层焊接
焊条牌号
焊条型号
焊条牌号
焊条型号
焊丝钢号
0Cr18Ni9
A302
A307
A062
A402
A407
E309-16
E309-15
E309L-16
E310-16
E310-15
A102
A107
E308-16
E308-15
H0Cr21Ni10
00Cr19Ni10
A062
E309L-16
A002
E308L-16
H00Cr21Ni10
0Cr18Ni9Ti
(321)
1Cr18Ni9Ti
A302
A307
A062
A402
A407
E309-16
E309-15
E309L-16
E310-16
E310-15
A132
A137
E347-16
E347-15
H0Cr20Ni10Ti
H0Cr20Ni10Nb
00Cr17Ni14Mo2
A042
E309MoL-16
A022
E316L-16
H0Cr19Ni12Mo2
0Cr17Ni12Mo2
A312
A042
E309Mo-16
E309MoL-16
A022
E316-16
H00Cr19Ni12Mo2
1Cr13
A302
A307
A402
A407
E309-16
E309-15
E310-16
E310-15
A302
A102
E309-16
E308-16
H0Cr14
310S
A402
A407
E310-16
E310-15
A402
A407
E310-16
E310-15
ER310S
表2.2-2 常见不锈钢复合板基层焊接材料选择
基层材质
手弧焊
埋弧焊
氩弧焊
CO2保护焊
焊条
焊丝钢号
焊剂
焊丝钢号
焊丝钢号
型号
牌号
型号
牌号
Q235A、 Q235B、 20g、 20R
E4303
E4315
J422
J427
H08A
H08MnA
HJ401-H08A
HJ401-H08MnA
HJ431
H08Mn2SiA
H08Mn2SiA
16Mn
E5015
J507
H08MnA
H10Mn2
H10MnSi
HJ401-H08MnA
HJ401-H10Mn2
HJ401-H10MnSi
HJ431
H08Mn2SiA
H08Mn2SiA
16MnR
E5015
E5015-G
J507
J507R

3、 焊前准备
3.1 下料
不锈钢复合钢板切割以及坡口加工尽可能采取机械加工方法, 切割面应光滑, 采取剪床切割时, 复层应朝上。也能够采取等离子切割, 切割时复层朝上, 严禁将切割熔渣落在复层上。
3.2 坡口加工及检验
a. 坡口形式和尺寸按图纸设计要求, 如设计未明确要求, 可参考图3.2-1选择。
b. 坡口选择标准: 确保焊接质量填充金属少, 熔合比小, 便于操作。
c. 坡口加工通常采取机械方法制成。若采取等离子切割、 气割等方法开制坡口, 则必需去除复材表面氧化层
d. 加工完坡口要进行外观检验, 不得有裂纹和分层, 不然应进行修补。
3.3焊前清理
坡口及其两侧各20mm范围内应用机械方法及有机溶剂进行表面清理, 清除表面油污、 锈迹、 金属屑、 氧化膜及其她污物, 复层距离坡口100mm范围内应涂防飞溅涂料。
3.4 焊件装配
a.装配应以复层为基准, 其错边量不得大于复层厚度二分之一, 且小于2mm, 对于复层厚度不一样时, 按较小复层厚度取错边量
b.定位焊应焊在基层母材上, 且采取与焊接基层金属相同焊接材料。手弧焊定位焊焊缝参考表3.5-1
表3.4-1手弧焊定位焊焊缝尺寸（mm）
焊件厚度
焊缝厚度
焊缝长度
间距
≤20
≤0.7δ0
＞30
小于500
＞20
大于8
＞50
δ0为基层厚度
c.在装配过程中, 严禁在复层上焊接工卡具, 工卡具应焊在基层一侧。
d.复层一侧附件焊接要符合设计图纸要求, 当设计要求复层测附件焊在基层金属上时, 应先将复层部分剥开, 采取过渡层焊条将不锈钢托架焊在基层壳体上, 焊缝表面采取与焊复层相同焊条进行焊接。
4、 焊接
当产品技术条件要求焊接工艺评定时, 须在开工前由施工单位依据产品结构特点以及技术要求制订焊接工艺评定, 并取得质量监督部门认可。
4.1 焊接方法
基层焊接推荐采取手工电弧焊、 埋弧焊、 及二氧化碳气体保护焊。复层和过分层焊接, 采取钨极氩弧焊和手工电弧焊, 也可采取能确保焊接质量其她焊接方法。
4.2 焊接程序
焊接宜先焊基层, 再焊过渡层, 最终焊复层（如图4.2-1所表示）。当条件受到限制时, 也可先焊复层, 再焊过渡层和基层, 在这种情况下, 假如复合板厚度小于10mm, 基层焊接可直接选择与过渡层相同焊接材料, 假如复合板厚度大于10mm, 这时可合适加大过渡层焊接厚度（过渡层焊接厚度应大于或等于5mm）, 最终碳钢或低合金焊接基层。

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图3.2-1 坡口形式

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图4.2-1 不锈钢复合板单面焊接焊接次序示意图

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图4.2-2 不锈钢复合板双面焊接焊接次序示意图
a. 基层焊接
焊接基层焊道不得触及和熔化复材, 先焊基材时, 其焊道根部或表面, 应距复合界面1-2mm。焊缝余高应符合相关标准要求。视基材厚度、 钢种以及结构等原因, 必需时可采取合适预热处理。
b. 过渡层焊接
焊接过渡层时, 要在确保熔合良好前提下尽可能降低基材金属熔入量降低熔合比。为此应采取较小直径焊条或焊丝以及较小焊接线能量。过渡层厚度应大于2mm。
c. 复层焊接
在焊接复层时, 要注意保护复层表面, 预防焊接飞溅物损伤复层表面, 不得在复层表面随意引弧、 焊接卡兰、 吊环以及临时支架等。复层焊缝表面应尽可能与复层表面保持平整、 光顺。对接焊缝余高小于1.5mm
5、 焊后热处理
5.1焊后热处理按设计要求实施。
5.2用不锈钢复合板制造容器、 管道或部件, 当需要进行焊后热处理时, 推荐在焊接过渡层之前进行, 并按基层要求热处理加热温度。常见不锈钢复合板焊后热处理参数见表4.3.2-1。
表4.3.2-1 常见不锈钢复合板焊后热处理参数
复层材料
基层材料
加热温度（℃）
恒温时间
（h）
加热速度
（℃/ h）
冷却速度
（℃/ h）
铁素体系
马氏体系
奥氏体系
Q235A、 Q235B
20g、 20R、 16Mn、 16MnR
580~620
T/25,且大于1/4
400℃以上时, 加热速度不得超出5000/T℃/ h, 且不得超出200℃/ h, 不低于50℃/ h
不得超出6500/T℃/ h, 且不得超出260℃/ h, 不低于50℃/ h, 400℃以下自然冷却
12CrMo
600~680
注: T为不锈钢复合板总厚度（mm）。
5.3 有耐腐蚀要求不锈钢复合板焊制容器管道, 其复层焊缝表面要进行酸洗钝化处理。
6、 焊接质量检验
不锈钢复合板构件焊接质量检验项目通常包含外观检验、 无损探伤、 力学性能试验、 压力试验、 晶间腐蚀倾向试验以及金相检验等, 每个产品检验项目应按产品设计图样和技术条件要求实施。
6.1外观检验
a.焊缝成形良好, 尺寸应符合设计要求。
b.焊缝及热影响区表面不得有气孔、 夹渣、 裂纹、 弧坑等缺点。
c. 当产品设计图样及技术条件无明确要求时, 基层侧焊缝咬边深度不得大于0.5mm, 咬边长度不得大于该焊缝全长10%, 且不得大于100mm。复层一侧不得有咬边缺点。
6.2 当产品技术条件要求进行焊接工艺评定, 或要求提供产品焊接试板性能以及技术条件要求时, 还要进行力学性能试验、 焊缝无损探伤、 金相检验等。
7、 返修
当发觉焊接接头有不许可存在缺点时, 应将缺点清除洁净, 并按相关返修工艺要求进行返修。
江苏高远金属复合材料制造有限企业
联络人: 尤墩龙 技术咨询: 惠治铭