不锈钢复合材料的焊接工艺.docVIP

采用不锈钢复合材料的脱硫塔筒体焊接工艺 【摘要】对16MnR+00Cr17Ni14Mo2不锈钢复合板进行了焊接性分析及焊接工艺试验和评定，以此确定出了合理的焊接工艺，达道了该种钢材筒体焊接的设计要求。 【前言】攀枝花新钢钒股份有限公司炼铁厂6#烧结机烟气脱硫工程中的脱硫塔介质是浓硫酸，其筒体采用了16MnR(基层)/00Cr17Ni14Mo2（复层）不锈钢复合材料，节约了贵重耐腐蚀金属材料，同时利用低合金高强度钢作基层，从而实现使用性能和和经济效果优化组合的目的。在施工中，我们从焊接工艺试验和评定入手，对焊接工艺方法、焊接质量等方面进行了科学论证和施工实践，使工程顺利完工。 关键词：不锈钢复合材料 基层 复层 焊接 特点 以工艺指导施工，焊接方法简便，操作容易，使焊接施工处于受控状态，安全可靠。 能有效地控制复合层焊接热输入，防止晶间腐蚀与焊接裂纹的产生，焊接质量得到了保证。 有效地减少气孔和夹渣等焊接缺陷的产生，降低了焊缝缺陷的返修率。 不受焊件位置的限制，可进行全位置焊接。 实用范围 适用于基层（δ12mm的碳钢、低合金钢板）+复层（δ3mm的奥氏体不 锈钢）复合钢板材料的对接焊，同时也适用于该种材料的补焊。 工艺原理 为保证复合钢板焊接接头的组织及性能优良，应使用三种焊条焊接，即采用 J507焊接基层、A312焊接过渡层、A022焊接复层，同时配合严格控制热输入和焊接工序及手法等措施，从而和获得高质量的复合钢板焊接焊缝。 工艺流程 五、操作要点 焊前准备及剖口加工 焊前准备：清理剖口及剖口两侧150mm—200mm处，去除污土、水分、油污和氧化层等，并刷白，注意不要污染剖口。 剖口加工：用等离子切割机从复层向基层切割，切割完以后用磨光机打磨切割时的氧化层及飞溅物。剖口加工示意图见剖口加工图1、图2。 组对、定位焊 在筒体工厂制作及预组装的组对及定位焊过程中，控制错边量是一个难点。 错边量的控制：筒体的工厂单片制作组对选择在水平度误差0mm—0.5mm的组装平台上进行，以便控制组对的错边量；板材卷制成圆弧以后的筒体组对时横向和纵向错边量的控制采用丝杆及其他外力来控制。错边量控制示意图如图3所示。 定位焊要求：定位焊应在基层上进行，其焊缝要求每段长≤20mm， 焊高≤4mm，定位焊间隔为400mm—500mm。定位焊要求单面焊双面成形，不得有气孔、夹渣和未焊透等焊接缺陷，定位焊的两端应用磨光机打磨成缓坡状，利于接头。如发现定位焊缝出现裂纹或其他不允许的缺陷时，应铲除，并移位再焊。 焊接 焊接顺序：首先基层背面清根（碳弧气刨或磨光机打磨），然后焊接基层正、反面，其次过渡层的焊接，最后是渗透检查合格以后进行复层的焊接。基层的焊接要注意焊到基层根部或者距离复层表面2mm—3mm时停止焊接，详见图4。 （2）热输入的控制：焊接复层时，降低热输入是保证复层焊接质量的关键。各种焊接位置的焊接参数见表1—表3。 （3）基层的焊接：基层的焊接其实质就是16MnR材质的焊接，目前针对此种材质的焊接已经是相当成熟的工艺了。焊接时，先焊根部，然后焊至距离复层1mm-2mm停止焊接，详见图4。在焊接接近过度层的时候，要降低焊接热输入量，其目的是为了防止因焊接热输入过大而造成对复层的伤害。焊接方法多采用手工分层焊接，在保证良好融合的前提下，焊接速度应快些，其目的是使焊缝尽量薄些。焊接手法成月牙形摆动，使剖口两侧融合良好，防止夹渣及气孔等焊接缺陷出现。层间温度一般控制在250oC左右，冷却以后清除掉药皮及飞溅物等，外观检查合格以后进入过度层的焊接。 （4）基层背面清根及焊接：基层焊接完以后用碳弧气刨加磨光机打磨的方式对背面清根，清根深度应≤5mm，宽度≤10mm。焊接层数一般为两层，要求焊透，外观质量为二级。示意图如图5所示。 （5）过度层的焊接：过渡层的焊接是复合材料焊接的关键，在焊接时要求融合良好，尽量减少基层材料的融入。为防止基层材料融入复层，采取了如下的措施：用牌号为A312的高合金焊条焊接，起到对融入的基层材料进行稀释与补充合金元素含量的作用；其次是选用小直径的焊条通过降低热输入（热输入∠20KJ/cm）和控制层间(层间温度≤150oC)温度的方式来防止基层材料融入复层。焊接顺序如下：先在剖口两侧各堆焊一道，然后再焊中间，示意图见图6。 在焊接过程中，尽量采用小电流和小直径的焊条焊接，要求焊接速度尽量快，焊接手法要求不摆动，电弧适中，既不能太长也不能太短，焊至距离复层1mm—2mm为宜。施焊完毕以后要敲掉药皮并打磨，检查合格以后才能进入复层的焊接。 （6）复层的焊接：焊接完过渡层24小时以后作渗透检测，合格以后进行复层的焊接。复层的焊接余高要求≤1mm，表面要求光滑平整。施焊时也应严格控制焊接热输入（热输入∠20KJ