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)(yang),不銹(xiu)鋼(gang)復合(he)中厚鋼(gang)板的(de)焊(han)(han)(han)接將(jiang)分為三個部(bu)分:一(yi)是(shi)復層(ceng)之間(jian)(jian)的(de)焊(han)(han)(han)接,如同(tong)單一(yi)復層(ceng)鋼(gang)板的(de)焊(han)(han)(han)接一(yi)樣(yang)(yang),沒有難度(du);二是(shi)基(ji)層(ceng)之間(jian)(jian)的(de)焊(han)(han)(han)接,如同(tong)單一(yi)基(ji)層(ceng)鋼(gang)板的(de)焊(han)(han)(han)接一(yi)樣(yang)(yang),也沒有難度(du);三是(shi)基(ji)層(ceng)與(yu)復層(ceng)之間(jian)(jian)過渡層(ceng)的(de)焊(han)(han)(han)接,難度(du)比較大,如同(tong)異種鋼(gang)焊(han)(han)(han)接。
為了保證焊(han)接(jie)(jie)接(jie)(jie)頭有(you)良好的(de)耐蝕性,通常應當(dang)避(bi)免復(fu)(fu)層焊(han)后(hou)再次或(huo)多次受熱。因此在焊(han)接(jie)(jie)不銹復(fu)(fu)合中厚(hou)板時,一般先焊(han)接(jie)(jie)基層,后(hou)焊(han)復(fu)(fu)層。基層比較(jiao)厚(hou)又是先焊(han),只(zhi)要(yao)坡口適當(dang),可(ke)以完全避(bi)免復(fu)(fu)層金屬熔(rong)入基層焊(han)縫金屬中的(de)可(ke)能性。
根據對復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)性(xing)能(neng)要求(qiu)(通常是(shi)耐蝕(shi)性(xing)),復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)應當盡(jin)量(liang)與復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)母材相(xiang)同(tong),這(zhe)(zhe)也是(shi)焊(han)接不銹鋼的(de)一(yi)(yi)條(tiao)基(ji)本原則。但是(shi)焊(han)接材料選用(yong)時要考(kao)(kao)慮(lv)(lv)兩(liang)個問題:一(yi)(yi)是(shi)要考(kao)(kao)慮(lv)(lv)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼板(ban)本身的(de)焊(han)接性(xing),重要的(de)是(shi)防止焊(han)縫(feng)(feng)出現結晶裂紋。這(zhe)(zhe)就要求(qiu)焊(han)縫(feng)(feng)金屬的(de)化學成(cheng)(cheng)分與復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)有所(suo)不同(tong),以使其含有一(yi)(yi)定的(de)鐵素體組織(zhi)。二(er)是(shi)要考(kao)(kao)慮(lv)(lv)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)鋼板(ban)對焊(han)縫(feng)(feng)金屬的(de)稀(xi)釋作(zuo)用(yong)。因為復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)接是(shi)在(zai)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)縫(feng)(feng)的(de)基(ji)礎(chu)上開(kai)始(shi)的(de),并且還必(bi)須保證基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)與復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)之間有良好(hao)的(de)焊(han)接性(xing),同(tong)時由于(yu)(yu)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)不厚,焊(han)接的(de)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)數有限,這(zhe)(zhe)種稀(xi)稀(xi)作(zuo)用(yong)是(shi)難于(yu)(yu)避免的(de)。為了(le)克服這(zhe)(zhe)一(yi)(yi)缺(que)陷,合理的(de)辦法是(shi)在(zai)基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)同(tong)復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)接合面處設(she)置(zhi)一(yi)(yi)個過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng),完成(cheng)(cheng)由基(ji)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)到復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)的(de)成(cheng)(cheng)分過(guo)渡。這(zhe)(zhe)樣(yang)一(yi)(yi)來,從過(guo)渡層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)上開(kai)始(shi)對復(fu)(fu)層(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)(ceng)焊(han)接,就比較(jiao)接近于(yu)(yu)該種不銹鋼板(ban)的(de)焊(han)接。
不(bu)銹鋼(gang)復(fu)(fu)合(he)中厚鋼(gang)板(ban)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)關鍵(jian)問(wen)題是(shi)復(fu)(fu)層與基(ji)層交界(jie)部位的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie),也(ye)就是(shi)過(guo)渡(du)層(又(you)稱隔(ge)離層)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)問(wen)題。從熔(rong)焊(han)(han)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冶金學分析,過(guo)渡(du)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)同前面(mian)討論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)異種鋼(gang)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)沒有本質的(de)(de)(de)(de)(de)(de)區別。為保(bao)證過(guo)渡(du)層能完成(cheng)化(hua)學成(cheng)分由基(ji)層到(dao)復(fu)(fu)層的(de)(de)(de)(de)(de)(de)過(guo)渡(du),很(hen)重要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)選擇(ze)合(he)適的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)材料和穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)參數以(yi)保(bao)證熔(rong)合(he)比(bi)基(ji)本穩(wen)定(ding)。這(zhe)個熔(rong)合(he)比(bi)也(ye)可以(yi)通過(guo)坡口尺寸和焊(han)(han)接(jie)(jie)(jie)工(gong)藝在較(jiao)大范(fan)圍內變化(hua)。
不(bu)銹鋼(gang)復(fu)合中厚(hou)鋼(gang)板的過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)宜薄不(bu)宜厚(hou)。值得注意的還(huan)有,由于(yu)不(bu)銹鋼(gang)同碳鋼(gang)(或低合金結構(gou)鋼(gang))之間的熱物理性能(特別是膨脹(zhang)系數)差(cha)別較大。為了防止焊(han)后冷卻(que)過程(cheng)中或以(yi)后服役(yi)過程(cheng)中因溫差(cha)應力而開裂(lie),應當保證過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)具有優良的塑性和韌性,使它能夠起到吸收和緩沖應力對兩(liang)金屬交界(jie)面的有害作用(yong),避免(mian)焊(han)接接頭產生裂(lie)紋(wen)。另外,還(huan)要(yao)考慮在過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)上焊(han)接復(fu)層(ceng)(ceng)時,不(bu)至于(yu)過分的被過渡(du)(du)層(ceng)(ceng)所(suo)稀釋(shi)。