[发明专利]大厚度碳钢‑不锈钢复合板的全焊透焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种用于压力容器设备制造的大厚度复合钢板的焊接方法。

背景技术

压力容器用不锈钢复合板主要以碳钢为基层、不锈钢为复层,采用爆炸焊等方法制成的复合钢板，复层厚度一般在3mm以上，它兼具了低碳钢良好的机械强度、加工性能和不锈钢的耐腐蚀性，主要用于对腐蚀性要求较高的储罐、塔器等设备。

不锈钢复合板焊接主要分为基层、复层与过渡层的焊接，过渡层的焊接属于异种钢焊接，是复合板焊接的关键步骤，焊接时如果过渡层部位坡口形式，焊材选用不合适都将导致过渡层出现裂纹；另外现有的复合板全焊透焊接方法主要针对较薄厚度的复合板，同样的坡口形式和焊接方法焊接60-250mm大厚度复合板时难以清根，容易产生裂纹，未焊透，焊接接头不牢固等缺陷，降低接头质量。

发明内容

发明目的是解决现有技术中大厚度碳钢-不锈钢复合板焊接过程中过渡层出现裂纹，基层难以清根，焊接接头未熔合，不牢固等质量问题。

本发明提供一种大厚度的碳钢-不锈钢复合板的全焊透焊接方法，技术方案如下：

1）打磨去除待焊复合板的复层的表面氧化物；

2）对接端坡口加工，坡口形式为带垫板的封底焊缝，底部坡口宽度10-20mm，顶部坡口宽度30-50mm，加工坡口时需加工掉复层向下1-2mm，宽度为焊缝坡口边缘到两边5-10mm左右；

3）待焊的两块不锈钢复合板和垫板进行对接，并点焊固定；

4）基层的对接，焊前对待焊件进行预热，预热温度≥120℃，采用埋弧焊由内至外进行多道焊接，焊接过程中道间温度控制在120-250℃之间，基层焊接完成后对垫板部位进行清根，采用焊条电弧焊或埋弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行后热，后热温度和时间为250-300℃×2h；埋弧焊焊接选用焊丝直径为4.0mm，电流强度为450～550A，电压强度为28～34V，电源直流反接，焊接速度≥20m/h；焊条电弧焊当焊条直径为4.0mm时，焊接电流强度为140～180A，电压强度为22～26V，电源直流反接，焊接速度为≥130mm/min；焊条电弧焊当焊条直径为5.0mm时，焊接电流强度为180～230A，电压强度为22～26V，电源直流反接，焊接速度为≥150mm/min；

5）过渡层和复层焊接，采用焊条电弧焊或CO₂气体保护焊；复层焊接采用小热输入量进行焊接；过渡层的焊接，过渡层分为两层采用焊条电弧焊进行焊接，焊前预热温度≥120℃，焊接过程中道间温度控制在120-250℃之间；焊材选用碳钢-不锈钢之间异种钢焊材，焊条电弧焊当焊条直径为4.0mm时，焊接电流强度为140～170A，电压强度为22～26V，电源直流反接，焊接速度为≥150mm/min；焊条电弧焊当焊条直径为5.0时，焊接电流强度为170～210A，电压强度为22～26V，电源直流反接，焊接速度为≥170mm/min；焊接完成后对焊件进行后热，后热温度和时间为250-300℃×2h；

6）表层焊接，用和不锈钢复层相对应的焊条采用焊条电弧焊进行焊接，焊接过程中控制道间温度≤100℃，焊条电弧焊当焊条直径为4.0mm时，焊接电流强度为140～170A，电压强度为22～26V，电源直流反接，焊接速度为≥150mm/min；焊条电弧焊当焊条直径为5.0mm时，焊接电流强度为170～210A，电压强度为22～26V，电源直流反接，焊接速度为≥170mm/min。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1）基层焊道全部采用埋弧焊提高了工作效率；

2）过渡层坡口的设计和采用的焊接工艺可以防止焊缝产生裂纹；

3）大厚度复合板采用带垫板封底焊缝容易清根，防止未焊透、夹渣等缺陷的产生。

4）适用复合板的厚度为60-250mm。

附图说明

图1为大厚度复合钢板焊接坡口结构和工艺示意图。

具体实施方式

下面，结合附图详细说明本发明专利的具体实施案例。

本发明中以SA516Gr70为基层，厚度为140mm，以不锈钢304为复合层，厚度为4mm。对该不锈钢复合板的焊接采用以下焊接措施。

1）打磨去除SA516Gr70-304待焊复合板的复层的表面氧化物；