不锈钢复合板过渡层焊接时的问题及解决

发布日期：2015-08-31 11:11:44

不锈钢复合板焊接，应将基层和复层分开焊接，基层与复层交界处应焊接过渡层。基层焊接和复层焊接属于同种焊接，工艺比较成熟。过渡层焊接属于异种钢焊接，也是不锈钢复合板焊接的关键。基层与复层成分及性能差异较大，因此控制好过渡层的焊接是获得高质量接头的关键。

不锈钢复合板过渡层焊接时主要存在的问题及处理的办法：

（1）焊缝金属的稀释由于基层碳钢不含合金元素Cr、Ni，所以熔化时对焊缝金属中合金元素Cr、Ni有稀释作用，使焊缝中奥氏体形成元素Cr、Ni含量减少，焊缝金属中会产生马氏体淬硬组织，易产生裂纹，从而恶化接头质量。

解决方法：

焊接过渡层时，应使用含铬、镍量较多的焊接材料，使之即使受到基层的稀释，也不会产生马氏体淬硬组织。同时采用合适的焊接方法和焊接工艺，减小基层一侧熔深和焊缝的稀释。

（2）过渡层当采用不锈钢作填充金属时，碳钢母材和填充材料成分相差悬殊。由于碳钢一侧液态金属温度较低、流动性较差，不能充分相互混合，所以靠近熔合线碳钢成分所占比例越大，被稀释得就越严重，这部分被稀释的焊缝金属称为过渡层，它在碳钢和不锈钢焊缝之间会形成马氏体。当马氏体区较宽时，会显著降低接头韧性，使用过程中出现脆性破坏。

解决方法：

要求冲击韧度较高时，应该选用高镍填充金属。

（3）扩散层基层碳钢含碳量高、合金元素含量少，而不锈钢相反，在熔合线两侧形成浓度差。焊接复合钢板时，碳从碳钢向不锈钢焊缝扩散，结果在熔合线碳钢一侧形成脱碳层而软化，在不锈钢焊缝一层形成增碳层而硬化。扩散层随温度增高和高温停留时间加长而增大。

解决方法：

由于熔合线两侧金属性能相差悬殊，接头受力可能引起应力集中，降低接头的高温强度和塑性，因而扩散层是不锈钢复合板焊接的薄弱环节，所以要注意扩散层的焊接工艺。

（4）焊接接头高应力状态由于碳钢与不锈钢线胀系数、热导率不同，在焊接高温下会产生热应力。同时焊接接头在交变温度条件下工作时，容易形成热疲劳裂纹。

解决方法：

因而焊后热处理消除焊接应力是不可能的，可选用线胀系数与碳钢接近且塑性好的高镍基焊条焊接，使热应力集中在不锈钢一侧熔合线处，通过不锈钢的塑性变形，减小热应力及热疲劳应力的不利影响。