不锈钢复合板焊接技术研究

杜玉祥 王昀 章强

摘 要

现阶段，由于不锈钢复合板能够降低成本、节约珍贵稀有的材料，所以不锈钢复合板在当今世界上具有很大的市场优势和价格优势。结合不锈钢复合板的可焊性，对不锈钢复合板接头的焊接技术进行了研究。主要介绍了不锈钢复合板在电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊和激光焊方面的研究现状。最后对现阶段的研究问题进行总结，并展望未来发展。

关键词

不锈钢复合板;焊接技术;焊接工艺

中图分类号： TG457.11                     文献标识码： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2020.15.023

Abstract

At present，because stainless steel composite plate can reduce cost and save precious and rare materials，it has great market and price advantages in the world.Combined with the weldability of stainless steel composite plate，the welding technology of stainless steel composite plate joint was studied.This paper mainly introduces the research status of stainless steel composite plate in arc welding，submerged arc welding， gas shielded welding and laser welding.Looking forward to the research and summary of problems at this stage，and looking forward to the future development.

Key Words

Stainless steel composite plate;Welding technology;Welding procedure

1 不銹钢复合板的焊接性能分析

不锈钢具有良好的焊接性能，但其与碳钢之间的热物理性能差异较大，这会对不锈钢-碳钢复合板的焊接造成一定的困难。其次在不锈钢熔焊时，过热碳化物会被溶解，铬的碳化物会沿晶界析出造成晶界腐蚀现象，从而使不锈钢在焊接时焊接接头会产生热裂纹[1]。不锈钢复合板具有基层，双层和过渡层。基层保证强度，多层保证耐腐蚀性，过渡层是根据焊接工艺的需要而添加的。于是在不锈钢复合板焊接时会出现以下几个问题：

1）铬、镍等合金元素过高而在基层焊缝组织中产生较多的硬脆相，容易引起焊缝裂纹，降低焊缝强度;

2）焊接复层时会出现增碳从而使焊缝的耐蚀性大大降低;

3）过渡层焊接时冷却速度和熔合率控制不当，将直接降低基础层和双层的焊接性能[2]。

所以，要想确保不锈钢复合板的焊接质量，就必须采用合理的焊接工艺，严格控制冷速和熔合比。目前不锈钢复合板的焊接主要采用焊条电弧焊、埋弧自动焊、气体保护焊、激光焊等。

2 不锈钢复合板焊接技术

2.1 焊条电弧焊

焊条电弧焊是国内用于普通金属材料焊接的主要方法，其焊接时应根据母材的化学成分选择焊条，焊条电弧焊属于手工焊接，他的焊接方式简单，但是效率太低、劳动强度较大，考验焊接者的手工技术，且受干扰因素较多，焊接质量难以保证。

朱锴年等人对三峡大坝排砂孔00Cr22Ni5Mo3N/Q345C的焊接质量控制进行了分析研究，对焊接环境复杂的部位采用了常规的手工电弧焊，用焊条电弧焊对过渡层及复层进行焊接，最后进行检测，得出此焊接方法可以达到三峡工程的高质量要求[3]。

王凤英等人对不锈钢复合板进行采用埋弧自动焊+焊条电弧焊的方法，其中过渡区采用焊条电弧焊，焊缝金属与基层0Cr18Ni10Ti熔合，焊接电流140～180A。覆层采用φ4.0mm的A132焊条，其焊接电流为140～180A或φ5.0 mm的A132焊条，其焊接电流为180～220A。最终使该焊缝拍片一次成功率在95%以上，不仅降低了成本，还大提高了功效[4]。

2.2 埋弧自动焊

埋弧自动焊与焊条电弧焊相比所用焊接电流大，加上焊剂和矿渣的隔热效果，高热效率，大熔深，单丝埋弧焊如果焊件不打开凹槽，一次可熔透20mm。焊接速度高。以厚度为8～10mm的钢板对接焊为例。单丝埋弧焊的速度可以达到50～80cm/min，手工电弧焊不超过10～13cm/min。由于在埋弧焊过程中电弧在助焊剂层下燃烧，因此焊接质量稳定，同时具有外形美观，焊接金属力学性能提高，焊接效率高的优点。

王凤英、孙芳等人对不锈钢复合板的基层采用埋弧自动焊，先对坡口内侧进行焊接，基层焊缝金属厚度不得超过10mm，应严格控制。外侧采用碳弧气刨清根后，用埋弧自动焊焊接，焊接电流为650～700A，电弧电压为40～42V，焊接速度为24～30 cm/min。之后再对过渡区进行焊条电弧焊，获得了良好的焊接接头[4]。

郑延飞等人对不锈钢复合板埋弧自动焊接工艺进行了改进，将过渡层焊丝选定为具有奥氏体和铁素体双相组织的不锈钢焊丝且提高了焊丝成分中铬和镍的含量，改善了接头韧性，重新对其性能评定，符合工艺要求[5]。

2.3 气体保护焊