不銹鋼復合中厚鋼板是由化學成分和物理性能有很大差異,焊接性也有重大差異的兩層鋼板組合而成,因而不可能用單一種焊接材料和焊接工藝進行焊接,而應將基層和復層區別對待。如果單獨采用適合于基層的焊接材料和焊接工藝,則焊接復層時會出現中合金水平的馬氏體鋼焊縫,不僅力學性能不良,還容易產生焊接裂紋,而且完全喪失了復層應有的耐蝕性;如果采用一種適合復層的不銹鋼焊接材料進行施焊,雖然易于得到腐蝕性能合格的復層表面,然而基層焊縫金屬卻完全由高、中合金水平的馬氏體鋼成分組成,其焊接裂紋傾向非常大,而且其塑性、強度等級不能同鋼板整體協調,以至在載荷作用下會出現不連續應力狀態,可能誘發斷裂失效,完全違背了制造不銹鋼復合中厚鋼板的初衷。為了防止基層成分對復層焊縫金屬的不利影響,以保證焊接接頭質量和性能,需要預先在基層焊縫表面熔敷一層規定成分的金屬層,稱之為過渡層(又稱隔離層)。
這樣(yang),不銹鋼(gang)(gang)(gang)復合中厚鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)焊(han)(han)接(jie)將分(fen)為三個部分(fen):一(yi)(yi)是復層(ceng)(ceng)之(zhi)(zhi)間的(de)焊(han)(han)接(jie),如(ru)(ru)同單一(yi)(yi)復層(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)焊(han)(han)接(jie)一(yi)(yi)樣(yang),沒有(you)難度;二是基(ji)層(ceng)(ceng)之(zhi)(zhi)間的(de)焊(han)(han)接(jie),如(ru)(ru)同單一(yi)(yi)基(ji)層(ceng)(ceng)鋼(gang)(gang)(gang)板(ban)的(de)焊(han)(han)接(jie)一(yi)(yi)樣(yang),也沒有(you)難度;三是基(ji)層(ceng)(ceng)與(yu)復層(ceng)(ceng)之(zhi)(zhi)間過渡層(ceng)(ceng)的(de)焊(han)(han)接(jie),難度比(bi)較(jiao)大,如(ru)(ru)同異(yi)種鋼(gang)(gang)(gang)焊(han)(han)接(jie)。
為了保證焊(han)(han)接接頭有(you)良好的(de)耐蝕性(xing)(xing),通常應(ying)當避免復(fu)(fu)層焊(han)(han)后再次(ci)或多次(ci)受熱(re)。因(yin)此在(zai)焊(han)(han)接不(bu)銹復(fu)(fu)合中厚板時(shi),一般先焊(han)(han)接基(ji)層,后焊(han)(han)復(fu)(fu)層。基(ji)層比(bi)較厚又是先焊(han)(han),只要(yao)坡口適當,可以完全避免復(fu)(fu)層金(jin)屬熔入基(ji)層焊(han)(han)縫金(jin)屬中的(de)可能(neng)性(xing)(xing)。
根據對復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)性能要(yao)求(通常是(shi)(shi)耐(nai)蝕性),復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊縫應當盡量與復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)母(mu)材相同(tong),這(zhe)也(ye)是(shi)(shi)焊接(jie)(jie)不(bu)銹鋼的(de)一(yi)(yi)條基(ji)本原則。但是(shi)(shi)焊接(jie)(jie)材料選用(yong)(yong)時要(yao)考(kao)慮(lv)兩個問題:一(yi)(yi)是(shi)(shi)要(yao)考(kao)慮(lv)復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼板(ban)本身的(de)焊接(jie)(jie)性,重要(yao)的(de)是(shi)(shi)防止焊縫出現結晶裂紋。這(zhe)就要(yao)求焊縫金(jin)屬的(de)化學成(cheng)(cheng)分與復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)有(you)所不(bu)同(tong),以使(shi)其含有(you)一(yi)(yi)定的(de)鐵(tie)素體組(zu)織。二是(shi)(shi)要(yao)考(kao)慮(lv)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼板(ban)對焊縫金(jin)屬的(de)稀(xi)釋作用(yong)(yong)。因為(wei)復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊接(jie)(jie)是(shi)(shi)在基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊縫的(de)基(ji)礎上(shang)開(kai)始的(de),并且還必須保證(zheng)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間有(you)良好的(de)焊接(jie)(jie)性,同(tong)時由(you)(you)于(yu)復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不(bu)厚(hou),焊接(jie)(jie)的(de)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數有(you)限,這(zhe)種稀(xi)稀(xi)作用(yong)(yong)是(shi)(shi)難于(yu)避免的(de)。為(wei)了克服(fu)這(zhe)一(yi)(yi)缺陷,合理的(de)辦法是(shi)(shi)在基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)同(tong)復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)接(jie)(jie)合面處設(she)置一(yi)(yi)個過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),完成(cheng)(cheng)由(you)(you)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)到復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)成(cheng)(cheng)分過(guo)渡(du)。這(zhe)樣一(yi)(yi)來,從過(guo)渡(du)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上(shang)開(kai)始對復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊接(jie)(jie),就比較接(jie)(jie)近于(yu)該種不(bu)銹鋼板(ban)的(de)焊接(jie)(jie)。
不銹鋼(gang)復合中厚鋼(gang)板焊(han)(han)接(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)問題是復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與基層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)交(jiao)界部位的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie),也就是過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(又稱隔離(li)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng))的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)問題。從熔焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)冶金(jin)學(xue)分析(xi),過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)同前面討(tao)論的(de)(de)(de)(de)異種鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)沒有(you)本(ben)質的(de)(de)(de)(de)區別。為保(bao)(bao)證(zheng)過渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)能完成化(hua)(hua)學(xue)成分由基層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)到復層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)過渡,很重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)是選(xuan)擇合適的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)材料(liao)和(he)穩定(ding)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)參數(shu)以(yi)(yi)保(bao)(bao)證(zheng)熔合比(bi)基本(ben)穩定(ding)。這(zhe)個熔合比(bi)也可以(yi)(yi)通(tong)過坡口尺(chi)寸和(he)焊(han)(han)接(jie)(jie)工藝在(zai)較(jiao)大范圍(wei)內變化(hua)(hua)。
不(bu)銹鋼復合中(zhong)(zhong)(zhong)厚鋼板的(de)(de)過(guo)(guo)渡層(ceng)宜(yi)薄不(bu)宜(yi)厚。值得(de)注意的(de)(de)還有,由于(yu)不(bu)銹鋼同碳鋼(或(huo)低合金結構(gou)鋼)之(zhi)間的(de)(de)熱(re)物(wu)理性(xing)能(特別是(shi)膨脹系數)差別較(jiao)大。為了防(fang)止(zhi)焊(han)后冷卻過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)或(huo)以后服役過(guo)(guo)程中(zhong)(zhong)(zhong)因(yin)溫(wen)差應(ying)(ying)力而(er)開(kai)裂(lie),應(ying)(ying)當(dang)保證過(guo)(guo)渡層(ceng)具有優(you)良的(de)(de)塑(su)性(xing)和韌(ren)性(xing),使(shi)它能夠起(qi)到吸收和緩沖應(ying)(ying)力對兩(liang)金屬交界面的(de)(de)有害作用,避免焊(han)接(jie)接(jie)頭產生裂(lie)紋。另外,還要考慮在過(guo)(guo)渡層(ceng)上焊(han)接(jie)復層(ceng)時,不(bu)至于(yu)過(guo)(guo)分的(de)(de)被(bei)過(guo)(guo)渡層(ceng)所稀釋。

