S30408 + Q345R不銹鋼復合板制壓力容器的焊接工藝

S30408+Q345R不銹鋼復合板制壓力容器的焊接工藝摘要：通過對不銹鋼復合板焊接特點的分析、焊接坡口及方法的選擇、焊接工藝評定以及最終焊縫質量的檢驗，總結得出采用埋弧焊+焊條電弧焊組合焊接方法完全能夠保證S30408+Q345R不銹鋼復合板焊接接頭質量，并簡要介紹了埋弧焊+焊條電弧焊組合焊接不銹鋼復合板工藝要點。

關鍵詞：不銹鋼復合板；焊接性；焊接工藝；焊接接頭質量

不銹鋼復合板是由復層（不銹鋼）和基層（碳鋼、低合金鋼等）復合軋制而成的雙金屬，復層保證耐蝕性能，強度主要靠基層獲得。通常復層厚度占鋼板總厚度的10%~20%左右，與不銹鋼板相比，成本費用可節(jié)省70%左右，具有很大的經濟效益。近年來，隨著不銹鋼復合板制造工藝的日趨成熟，使得不銹鋼復合板的價格也在逐步下降，不銹鋼復合板由于具有良好的綜合性能（如強度、塑性、硬度、耐磨性及耐腐蝕性等）和價格優(yōu)勢，從而使其越來越廣泛的應用于腐蝕性要求較高的設備，在石油化工、制藥、食品工業(yè)等領域得到日益廣泛的應用。不銹鋼復合板的焊接既不同于不銹鋼，也不同于碳鋼或低合金鋼，而有其特點和難點，特別是對過渡層及復層的焊接質量要求很高。

某化工設備制造廠先后制造了幾臺不銹鋼復合板制壓力容器，主體材質為S30408+Q345R，在制造過程中通過查閱資料對其焊接性進行仔細分析以及深入的工藝探討，并通過生產實踐獲得了一些寶貴的不銹鋼復合板焊接經驗，現(xiàn)將此不銹鋼復合板制壓力容器的制造及焊接工藝介紹如下：

1、設備主體結構及材質

本設備為一臺臥式儲罐設備，容器類別Ⅱ類；設計壓力為1.9Mpa；設計溫度190℃；介質為甲苯、甲苯酸等，焊接接頭系數(shù)1；腐蝕裕量0；焊接接頭檢測比例：筒體及封頭100%RT；復層100%PT。容器規(guī)格DN1600x（3+14），主體材質為S30408+Q345R不銹鋼復合板。

2、不銹鋼復合板焊接特點

復層主要是保證耐蝕性能，中間增加的過渡層是為了滿足焊接工藝的需要。對基層和復層分別焊接；除了基層和復層的焊接外，過渡層的焊接是不銹鋼復合板焊接的主要特點。過渡層的焊接屬于異種鋼焊接，如果焊接方法或者工藝參數(shù)選擇不當，基層焊接可能熔化不銹鋼復層導致合金元素滲入。綜上，不銹鋼復合板在保證基層和復層各自焊接接頭質量的基礎上不能相互影響，過渡層焊接須采用合適的鉻鎳不銹鋼焊材、合適的焊接參數(shù)等工藝措施來保證得到合格的雙相組織焊縫。

3、不銹鋼復合板的焊接工藝

基層采用埋弧焊的優(yōu)點有：生產效率高、焊縫質量優(yōu)、表面成形美觀、勞動條件好、節(jié)省焊接材料和電能等。過渡層和復層采用焊條電弧焊焊接。在設備未焊接制作之前，首先按照NB/T47014-2011《承壓設備焊接工藝評定》、GB/T13148-2008《不銹鋼復合鋼板焊接技術要求》的規(guī)定進行焊接工藝評定，對接焊縫100%RT無損檢測、力學性能試驗等均符合相關技術標準要求。

3.1

焊接材料的選擇

本設備所用不銹鋼復合板基層材料為Q345R，焊接方法采用埋弧自動焊，根據等強度的原則依據焊接工藝評定選用低合金鋼焊絲H10Mn2，Φ4.0mm，焊劑選用HJ350；復層材料為S30408，焊接方法采用焊條電弧焊，選用A102焊條，Φ3.2mm；過渡層焊接時，基層母材的局部熔化會使不銹鋼焊縫合金成分稀釋，為，因此在過渡層選用A302焊條進行焊接。

3.2

焊接坡口及組對定位

不銹鋼復合板的坡口設計應有利于減少過渡層焊縫金屬的稀釋率，焊接應先焊基層，再焊過渡層，最后焊接復層，并應盡量減少復層的焊接量，要避免復層焊縫多次重復受熱，以提高復層焊縫的耐腐蝕性能。結合本設備焊接方法，參照NB/T47015－2011《壓力容器焊接規(guī)程》附錄B，選用焊接坡口如圖1所示：

圖1

定位焊接時，只允許在基層用J507，Φ3.2mm焊條進行點焊，點焊的工裝夾具也只允許焊在基層一側，材質應和基層相同。

3.3

焊接工藝參數(shù)

本設備焊接制造過程中使用的焊接工藝參數(shù)如表1所示：

表1焊接工藝參數(shù)

4焊接過程注意要點

為了保證不銹鋼復合板原有的綜合性能，焊接時應注意以下幾點：

（1）遵循先焊接基層，再焊接過渡層，最后焊接復層的焊接順序。

（2）施焊前需在不銹鋼復合板坡口兩側100mm范圍內刷涂防飛濺涂料。

（3）嚴格控制層間溫度，基層及焊道層間溫度應≤200℃，過渡層及復層層間溫度≤60℃。

（4）基層采用埋弧焊焊接，嚴格控制基層和過渡層間距，焊接過渡層前基層應留有1mm左右的。

（5）焊接過渡層時，為減小稀釋率，在保證焊透的條件下，應盡可能采用小直徑焊條，并采用小規(guī)范反極性進行直道焊，以降低基層對過渡層焊縫的稀釋。

（6）復層焊接時，為保證焊接質量，必須控制焊接熱輸入，應采取多層多道快速不擺動焊法，盡量采用小的焊接熱輸入和電流。

（7）施焊焊工必須具備相應焊工資質；

（8）焊條、焊劑應按照焊材管理要求嚴格烘干；焊絲使用前應除去表面油跡等。

5.焊后檢驗

在容器焊接完成后，按照要求對縱縫、環(huán)縫進行了100%射線探傷檢查，未發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合等超標缺陷，符合JB/T4730.2-2005Ⅱ級合格要求；復層焊縫表面打磨平整后，對其進行100%滲透探傷檢查，符合JB/T4730.5-2005Ⅰ級合格要求。容器焊接試板力學性能試驗結果也全部達到相關性能標準的要求。

6、結語

本臺不銹鋼復合板制壓力容器采用埋弧焊+焊條電弧焊的組合焊接方法進行焊接，在保證基層和復層焊接接頭質量的同時，嚴格控制好過渡層的焊接，通過焊接工藝評定及生產實踐的驗證，焊接接頭各項性能都得很好的保證，說明該工藝完全可以在不銹鋼復合板制壓力容器實際生產中應用。

參考文獻