不锈复合钢板的焊接

张艳红

不锈复合铜板是以较薄的不锈钢板作覆层，用较厚的珠光体铜板作基层的双金属复合钢板。本文阐述了不锈钢复合钢板的焊接性，从焊接材料的选用、坡口形式和尺寸、操作要领等方面分析了焊接工艺。

不锈钢复合板是由不锈钢板作为覆层，一般较薄，厚度只有总厚度的10～20%，最实用的厚度是1.5毫米，通常在内部的容器或管道，承受腐蚀介质，基层为较厚的珠光体钢板，以满足结构的强度和刚度的要求。

不锈钢复合钢板的焊接性

不锈钢复合钢板的焊接实际上是奥氏体不锈钢和珠光体钢两种异种钢母材焊接，焊接既要达到基层结构所要求的强度，又要满足覆层的耐腐蚀性能的要求，另外还应该考虑避免铬、镍合金元素在基层中含量增加，脆硬的马氏体组织会在基层焊缝中形成，进而产生裂缝，对焊接强度造成一定的影响；对于覆层要尽量避免碳化，因为覆层的碳化会在很大程度上降低其耐腐蚀性。

不锈复合钢板的焊接工艺

焊接材料的选用

过渡层的焊接材料：过渡层，基层与覆层之间的边界，为减少基层对覆层焊缝金属的稀释，充分补充焊接过程中合金元素的损失，采用焊条电弧焊焊接时，可选用镍、铬含量较高的焊条，用来降低碳钢不锈钢合金成分稀释效应，补充合金元素的损失。

基层的焊接材料：可以使用和基层相应的焊接材料。在焊接过程中，原则上不预热，也不进行焊后消除应力回火的热处理，但是，更大的刚度、焊接部件的厚度时，焊前需进行预热，焊接基层可以全部或局部进行消除应力的回火热处理，常用的焊接方法有焊条电弧焊和埋弧焊。

覆层的焊接材料：一般来说，使用和覆层材料相应的焊接材料，焊接方法可以选用焊条电弧焊、气体保护焊和埋弧焊。

坡口形式和尺寸

坡口一般都开在基层一侧，是为了减少消耗的不锈钢焊条；当结构形状受到限制时，有时也在覆层一层开坡口，同时还可以防止第一道基层焊缝中混入奥氏体钢。坡口形式主要为v形坡口，参考碳钢的坡口标准制定其角度、根部间隙及钝边等尺寸。当复合钢板的厚度大于14ram時坡口也可加工成x形、x与u形的复合形。

装配定位焊

焊件装配时，以覆层为基准对齐，特别是对于不同厚度的焊件集对，更要注意它。错边最好不要超过1mm，因为如果覆层面错边大，覆层面的焊接质量将会受到影响。定位焊一定要焊在基层上。定位焊的长度一般控制在10～30mm的范围内。

操作要领

不锈钢复合钢板对接焊缝焊接顺序是：先焊基层，然后焊接过渡层，最后焊接覆层。即先焊基层一侧，然后从一边的覆层焊接根除，用干净的砂轮磨削，再次检查合格后，再对过渡层和覆层焊接。这样可以减少覆层一侧的焊接质量和铲除基层焊跟的工作量，并且避免覆层焊缝的多次重复加热，从而提高焊缝质量。

焊接基层时，为避免覆层中铬、镍等合金元素对基层的稀释作用，应避免熔化至不锈钢覆层，否则稀释效应会显著降低焊缝的塑性，引起热裂纹和冷裂纹。因此，在加工坡口时，要留出一定的钝边量，对于大于16mm厚度的基层。可先用焊条电弧焊进行2～3层的打底，再用埋弧焊焊接。基层焊接完成后的焊缝应进行全面检查，确认焊缝内部质量要求后，然后开始做焊接过渡层的准备工作。

焊接过渡层之前，应先把不锈复合钢板覆层一侧铲削成U形坡口，为了防止未焊透，一定要铲到暴露出基层的第一层焊缝为止，并且要打磨干净，然后再焊接过渡层。过渡层的焊接，一般采用焊条电弧焊，尝试用小电流、电极较小的振荡幅度，尽量使紧靠基层一侧的熔深浅些，如果太多的基层金属熔化到过渡层，由于焊缝碳的稀释作用，硬脆马氏体结构就会形成，从而降低接头的塑性和耐腐蚀性。焊接过渡层高度将近覆层厚度的1/2时，就改用覆层焊条焊接。

焊接覆层时，为减少降低覆层焊缝的耐腐蚀性、塑性及其铬、镍含量，要注意防止基层金属熔入焊缝。当不锈钢复合钢板的厚度小于1.6毫米时，用过渡层的焊接材料对覆层一侧进行焊接；当钢板厚度在1.6～3.0mm时，通常先焊基层，后焊覆层，即在覆层和基层面各焊一层，采用的焊接材料均是焊接过渡层的焊接材料；当焊接厚度为3.0～6.0mm时，在基层一侧开成800 v形坡口。选用焊接过渡层的焊接材料先焊基层一侧。然后再焊覆层一侧。在焊接薄件的不锈复合钢板时，一定要在不影响焊缝质量的前提下，加快焊接的冷却速度，避免覆层在400～800℃停留时间过长，而影响其耐腐蚀性。

注意事项：焊接坡口前应使用汽油、丙酮等严格去除油，并在覆层坡口两侧150mm范围内涂上白垩水溶液，防止飞溅和粘在覆层上，影响防腐蚀性能。在主要位置焊接，必须使用碳钢焊条，千万不要用不锈钢焊条。当定位焊点附近的覆层时，必须控制在小电流，防止覆层的碳化现象，影响覆层的耐蚀性。禁止使用过渡层焊条焊在覆层表面，严禁用碳钢焊条焊在覆层。使用小电流、直流反向连接焊接覆层，多道焊接，且焊条不适合做横向摆动。焊接后，覆层一侧使用不锈钢钢丝刷进行清理，基层一侧使用碳素钢钢丝刷进行清理。

焊后热处理及焊接残余应力的消除

不锈钢复合钢板焊后热处理的方式应根据工艺要求来执行。通常情况下，经常使用机械方法消除焊接残余应力，特殊情况下热处理方法同样可以消除焊接残余应力，但应在焊接过渡层之前进行；对于要求对焊缝进行晶间腐蚀倾向检验的不锈复合钢板焊缝，应注意不要使热处理温度超过它的敏化温度。

不锈钢复合钢板焊接，虽然有一定的困难，但是只要制定合理的焊接工艺，严格控制焊接预热、层间温度等焊接工艺措施，以及焊后脱氢等，合理选择焊接材料和控制熔口比，严格遵守焊接要点，尽可能防止焊接冷裂缝的出现，确保焊接接头的高温力学性能，不锈钢复合板的焊接质量还是非常稳定的。