浙江至德鋼(gang)業(ye)有(you)限公司生產的100萬噸／年(nian)延遲焦(jiao)化裝置均由(you)主(zhu)體(ti)材質為20R／06Cr13Al復合鋼(gang)制作的容器，產品規格：直徑為1400～2200mm，復合鋼(gang)板厚為（18＋3）mm，設計(ji)標準為GB 150-1998，JB／T 4710-2005，設計(ji)壓力為1.43MPa設計(ji)溫度(du)為73℃，介質為柴油(you)(you)、汽(qi)油(you)(you)、焦(jiao)化干氣，要求設備(bei)焊(han)后對(dui)塔體(ti)內(nei)表(biao)面進(jin)行酸洗和鈍化處理。
一、20R／06Cr13Al 復合鋼焊接(jie)性
1. 化學成分及(ji)力學性能
20R／06Cr13Al復合鋼屬(shu)于鐵素(su)體復合鋼板，復層為鐵素(su)體不銹鋼，基層為珠(zhu)光體鋼，其化學成分(fen)見表(biao)5-38和表(biao)5-39。
表(biao)5-38 20R／06Cr13AI復合鋼板的化學成分(fen)及(ji)力學性能 、表5-39 20R／06Cr13Al復合鋼板的力學(xue)性能
2. 焊接特點
該類復合(he)鋼板(ban)的(de)焊接性(xing)主(zhu)要取決于鐵(tie)素體鋼的(de)物理性(xing)能、化學成分、接頭(tou)形(xing)式及填充(chong)材料的(de)種類。
焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭容易產(chan)生冷裂紋(wen)，復(fu)(fu)(fu)合(he)鋼(gang)板(ban)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)也(ye)屬(shu)于異種鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)，其基(ji)層(ceng)(ceng)與(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)母材在(zai)成(cheng)分、性能等方面(mian)有(you)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異，而且基(ji)層(ceng)(ceng)與(yu)復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)材料也(ye)同樣(yang)存(cun)在(zai)較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)差異，因(yin)此稀釋作用(yong)強烈(lie)，增大了(le)結晶(jing)裂紋(wen)傾向，導致(zhi)異種鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭在(zai)焊(han)(han)(han)(han)后冷卻(que)時容易形成(cheng)淬硬組織，同時珠(zhu)光體與(yu)鐵素體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)線脹(zhang)系(xi)數相差較(jiao)大，接(jie)頭中會產(chan)生較(jiao)大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)應力，都會促使焊(han)(han)(han)(han)接(jie)冷裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)生。此外焊(han)(han)(han)(han)接(jie)接(jie)頭易產(chan)生脆性：基(ji)層(ceng)(ceng)和復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻含量差別較(jiao)大，促使碳向復(fu)(fu)(fu)層(ceng)(ceng)遷移擴散(san)，而在(zai)其交(jiao)界面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)縫金(jin)屬(shu)區(qu)域形成(cheng)增碳層(ceng)(ceng)和脫(tuo)碳層(ceng)(ceng)，加劇熔(rong)合(he)區(qu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)脆化。
二、焊接方法的(de)選(xuan)擇(ze)
根據設(she)計圖樣的(de)要求，采(cai)用焊(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)施焊(han)(han)，但(dan)生產單(dan)位(wei)可以自(zi)選其他焊(han)(han)接(jie)方法。由于延遲(chi)焦(jiao)化裝置的(de)塔器規格大，且數(shu)量多(duo)，選用焊(han)(han)條(tiao)(tiao)電弧焊(han)(han)＋埋弧焊(han)(han)相結(jie)合(he)的(de)焊(han)(han)接(jie)方法，既能保證(zheng)產品(pin)的(de)焊(han)(han)接(jie)質(zhi)量，又能滿足客戶的(de)工期(qi)要求。
三、焊接材(cai)料的選擇(ze)
為了保證復(fu)合鋼板的焊接質量，首(shou)先要恰當地(di)選擇復(fu)層(ceng)(ceng)和(he)基層(ceng)(ceng)的焊接材料，有效地(di)防止稀釋和(he)碳的遷移等問題，在基層(ceng)(ceng)與復(fu)層(ceng)(ceng)之間要焊過(guo)渡層(ceng)(ceng)。
復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)應保證熔敷(fu)金(jin)屬的主(zhu)要合(he)(he)金(jin)元素不(bu)低于復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)母材(cai)標準規定的下限(xian)值，對(dui)于06Cr13Al焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接采用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)選(xuan)(xuan)用(yong)A062；基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)按基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)鋼材(cai)合(he)(he)金(jin)含量選(xuan)(xuan)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)，以(yi)保證焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接接頭的抗拉強度不(bu)低于基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)母材(cai)標準規定的抗拉強度下限(xian)值，基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)根部選(xuan)(xuan)用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)電弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)為(wei)J427；埋弧焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)選(xuan)(xuan)用(yong)填(tian)充焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲為(wei)H08A，焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)劑為(wei)HJ431；過渡層(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接材(cai)料(liao)選(xuan)(xuan)用(yong)A062，以(yi)保證能補充基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)對(dui)復(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)造成的稀釋。焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)接20R／06Cr13Al復(fu)合(he)(he)鋼板用(yong)焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)條(tiao)和焊(han)(han)(han)(han)(han)(han)絲的熔敷(fu)金(jin)屬的化學(xue)成分見表5-40。
四(si)、焊接次(ci)序(xu)
復合鋼(gang)板的(de)焊(han)(han)(han)接次序如(ru)圖5-20所示，即先焊(han)(han)(han)基(ji)層(ceng)焊(han)(han)(han)縫，再焊(han)(han)(han)過渡(du)層(ceng)焊(han)(han)(han)縫，最后焊(han)(han)(han)復層(ceng)焊(han)(han)(han)縫。過渡(du)層(ceng)的(de)熔焊(han)(han)(han)金屬在基(ji)層(ceng)的(de)厚度為(wei)1.5～2.5mm為(wei)宜(yi)，在復層(ceng)處的(de)厚度為(wei)0.1～1.5mm為(wei)宜(yi)。
五、焊接要(yao)點
1. 基層的焊接
先焊(han)(han)基(ji)層焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，使用(yong)J427 焊(han)(han)條進行(xing)(xing)焊(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)打底(di)，打底(di)焊(han)(han)的厚度(du)不能太薄，以(yi)防埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)時因焊(han)(han)接(jie)參數(shu)太大而燒穿，焊(han)(han)前對焊(han)(han)條進行(xing)(xing)350℃烘干2h，以(yi)防焊(han)(han)接(jie)時產生氣孔。然后用(yong)埋(mai)弧(hu)(hu)焊(han)(han)進行(xing)(xing)施焊(han)(han)，要嚴格控制焊(han)(han)接(jie)速度(du)等焊(han)(han)接(jie)參數(shu)，保證焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)一(yi)次合格率。用(yong)磨(mo)光機徹底(di)清理根(gen)部(bu)焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)，用(yong)焊(han)(han)條電弧(hu)(hu)焊(han)(han)從背面進行(xing)(xing)打底(di)焊(han)(han)，以(yi)保證焊(han)(han)縫(feng)(feng)(feng)背面良好的成形和內在的質量(liang)。
2. 過渡層的焊接
復合鋼板焊(han)(han)(han)接(jie)的重點和(he)難(nan)點均在過(guo)渡層(ceng)的焊(han)(han)(han)縫(feng)上(shang)，在焊(han)(han)(han)基(ji)層(ceng)焊(han)(han)(han)縫(feng)時(shi)，預留出1.5～2.5mm的基(ji)層(ceng)厚度(du)，用A062焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行電弧(hu)焊(han)(han)(han)，焊(han)(han)(han)前對焊(han)(han)(han)條(tiao)進(jin)行150℃烘干1h，采用小的熱輸入、反極性(xing)、直線運條(tiao)和(he)多層(ceng)多道焊(han)(han)(han)。
3. 復層(ceng)的(de)焊接
復層(ceng)焊(han)接時(shi)(shi)，采用A062焊(han)條，焊(han)前對焊(han)條進行150℃烘干1h，采用短弧、小電(dian)流、快(kuai)速焊(han)、不作橫(heng)向擺動，并且嚴(yan)格控制層(ceng)間(jian)溫度(du)不大于150℃。這樣(yang)可以有效地防止(zhi)焊(han)縫在高溫停留時(shi)(shi)間(jian)過長，否則會出現粗(cu)晶脆化傾(qing)向，焊(han)接參(can)數見表5-41。
六(liu)、酸洗鈍化處理
復合鋼(gang)板的(de)基層要(yao)保(bao)證(zheng)容器要(yao)求(qiu)承受(shou)的(de)壓力，而(er)復層應滿足需要(yao)的(de)耐(nai)蝕性，在復合鋼(gang)制容器的(de)生產過(guo)程中，復層可(ke)能被污染，故對(dui)塔體內表面(mian)要(yao)進(jin)行酸洗(xi)鈍化處理。
七、無損檢測
20R／06Cr13Al復合(he)鋼板(ban)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)產生冷裂紋有(you)一定(ding)的潛伏(fu)期(qi)，當然與填充(chong)材料和焊接(jie)(jie)工藝密切(qie)相關。為(wei)了(le)保證獲(huo)得優質(zhi)焊接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭(tou)，焊后(hou)需(xu)要停(ting)留24h再進行無損(sun)檢測。
對(dui)復合(he)鋼板(ban)的焊縫進行(xing)100％滲透檢測(ce)，均符合(he)JB／T4730.5規定，I級合(he)格。
對所(suo)有(you)塔(ta)器的對接接頭(tou)進行射線檢測(ce)，符合(he)JB／T4730.5規定，II級合(he)格。
八、焊接(jie)接(jie)頭性能
對20R／06Cr13Al復(fu)合(he)鋼板的對接(jie)焊縫(feng)先進行過焊接(jie)工(gong)藝評定，其力學性能試驗結果見(jian)表5-42，完全滿(man)足設計圖樣的要求。
表5-42 復合(he)鋼板對接焊縫的(de)力學(xue)性能試(shi)驗結果（試(shi)樣尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取(qu)上(shang)述工藝(yi)措施，產品(pin)焊(han)接(jie)一次合格率達到(dao)99％，符合了設計圖樣(yang)要求也滿(man)足了生產實際(ji)需要。
