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摘要：不锈钢复合板因其优异的耐腐蚀性及经济性,在海洋工程中使用的比重不断加大.但不锈钢复合板其基层金属和覆层金属的材料性质各异,差别巨大,在进行焊接作业时有颇多困难.为得到较高质量的焊缝,文章从化学元素、焊材选择、坡口设计、焊接顺序、焊接工艺参数和预热及层温6个关键因素进行分析研究,制定出Q345R+S31603不锈钢金

关于焊接工艺类论文范文数据库属复合板焊接工艺,并对现场施工过程中需要控制的重点方面作出了明确要求.

关键词：焊接工艺与设备；复合板；不锈钢；工艺

1复合板简述

金属复合板是指在不降低使用效果（防腐性能、机械强度等）的前提下,在一层金属板上覆以另外一种金属板,两种板材间使用爆炸焊接的方式形成金属间的键合,是一种固相结合.相比使用碳钢板材,不锈钢复合板耐腐蚀性能优于碳钢板材,可延长设备在海洋环境中的服役年限；相比纯不锈钢板材,使用复合板可大大降低成本费用.选用复合板作为主材实现了设计可靠性、安全性及节约资源、降低成本的目的.

Q345R+S31603不锈钢金属复合板,基层使用Q345R板材（GB713-2008）,覆层使用S31603不锈钢板材（GB24511-2009）,由复层保证耐蚀性能,基层保证强度要求.见图1.

2制定焊接工艺

Q345R+S31603不锈钢金属复合板焊接,如果使用的焊接工艺不合理,容易导致焊缝缺陷、降低焊缝的力学性能和抗腐蚀性能,为此作者对6个关键因素分别进行了阐述,制定出了较为优化合理的工艺.

2.1化学元素分析

根据GB713-2008《锅炉和压力容器用钢板》和GB24511-2009《承压设备用不锈钢钢板及钢带》规定,Q345R和S31603的化学成分差别较大,除常见的基本原素C、Si、Mn、P、S外,022Cr17Ni12Mo2（S31603）还含有一定比例的Ni和Cr元素,其中Cr是决定不锈钢属性的元素,促使其内部的矛盾运动向有利于抵抗腐蚀破坏的方面发展.Ni是钢中形成奥氏体的元素,加入Ni元素后,不锈钢的耐腐蚀性能及工艺性能得到了改善.

2.2焊材选则

不锈钢复合板基层相焊,使用焊材应保证焊缝金属的力学性能高于或等于母材规定的限值；覆层钢材选用焊接材料应保证焊缝金属的耐腐蚀性能,当有力学性能要求时,还应保证力学性能.覆层焊缝与基层焊缝以及覆层金属与基层钢材的交界处宜采用过渡焊缝.

厚度为16mm的Q345R钢板的屈服强度大于345MPa,抗拉强度为510-640MPa之间,零度V型冲击功大于34J.使用J507和H10Mn2+SJ101焊材可以从力学性能方面满足基层金属要求,A042作为过渡焊缝焊材,Ni和Cr含量比A022中高出一定比例,从而避免了Q345R和S31603直接相焊时的化学成分稀释,A022作为覆层金属的焊材,保证了焊缝的耐腐蚀性.

如何撰写论文综述
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2.3坡口设计

不锈钢复合板钢制压力容器坡口应有利于减少过渡焊缝金属的稀释率,且要考虑到现场实际操作的可行性.文章推荐见图2所示的坡口,这种类型坡口有三个优点：（1）坡口在基层金属的终止面预留1.5mm的台阶,可以有效的保证过渡焊缝的熔深；（2）可以将覆层金属和基层金属隔离,避免在焊接基层时粘连覆层；（3）起到警示作用,提醒焊接操作人员,此处到了基层和覆层的过渡段,应使用过渡焊缝焊条,并在焊接时要保证熔深足够.

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2.4焊接顺序

（1）基层焊接,用E5015焊条打底并填充一道,使用H10Mn2+SJ101的焊材进行埋弧焊,焊接到基层金属终止处；（2）过渡层焊接,使用E309MoL-16焊材进行过渡层焊接,过渡层焊接要同时熔合基层焊缝、基层母材和覆层母材,且应盖满基层焊缝和基层母材；（3）覆层焊接,使用E316L-16焊条填充盖面.需保证过渡层焊缝余高达到0.5～1.5mm,过渡层熔深达到1.5～2.5mm.

2.5焊接工艺参数

焊接工艺参数是焊接工艺评定中的次要因素,只作为一个范围指导,具体要视现场作业环境及人员等情况适时进行调整,表1是一个推荐的参数表.

2.6预热及层温

当基层或覆层需要预热时,应以复合钢的总厚度作为确定预热温度的厚度参数.当基层或覆层需要预热时,施焊过渡层也必须预热.碳钢、低合金钢的最高预热温度和道间温度不宜大于300℃,奥氏体不锈钢最高道间温度不宜大于150℃.Q345R+S31603不锈钢复合板,可焊性良好,焊前不需预热,基层金属焊接时保持层间或道间温度不大于200℃,焊接过渡层和覆层时,保证层间和道间温度不大于100℃.

3坡口加工及焊前清理

Q345R+S31603不锈钢复合板的坡口加工宜采用冷加工方法,坡口表面及附近（以离坡口边缘的距离计,焊条电弧焊每侧约10mm,埋弧焊、等离子弧焊、气体保护焊每侧约20mm）应将水、锈、油污、积渣和其他有害杂质清理干净.不锈钢坡口两侧100mm范围应涂上防飞溅液,防止粘附焊接飞溅.

3.1组对尺寸控制

组对后检验坡口的钝边、角度是否符合图2要求；并检查错边量及棱边度是否满足标准要求,根据GB150.4-2011要求,棱角度E≤（δs/10+2）mm,δs表示壁厚,对口错边量不得大于1.5mm（GB150.4要求错变量不大于覆层金属的50%,且不大于2mm）.

3.2无损探伤

为保证焊缝整体质量,采用三步探伤来检验焊缝所能到达的级别：第一步,基层金属焊接完成后100%RT,达到相应要求的探伤级别后进行过渡层焊接；第二步,过渡层金属焊接完成后100%PT,达到相应要求的的探伤级别后进行覆层焊接；第三步,覆层焊接金属完成后100%PT,达到相应要求的探伤级别后结束.

3.3焊后酸洗

覆层金属焊接完成后还应对焊缝进行酸洗钝化,通过酸洗钝化,使铁与铁的氧化物比铬与铬的氧化物优先溶解,去掉了贫铬层,造成铬在不锈钢表面富集,这种富铬钝化层在不锈钢表面形成一层极薄的钝化膜（约1nm）,这层膜使腐蚀介质隔离,是不锈钢防护的基本屏障.

Q345R+S31603不锈钢复合板焊接工艺参考属性评定
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