不锈钢复合板焊接裂纹的返修
不锈钢复合板的焊接
不锈钢复合板的焊接不锈钢复合板是由复层〔不锈钢〕和基层〔碳钢、低合金钢等〕复合轧制而成的双金属，由复层保证耐蚀性能，强度主要靠基层获得，这样可以节约大量不锈钢，具有良好的经济价值。
不锈钢复合板由于具有良好的综合性能和价格上风，在石油化工、食品产业等领域得到日益广泛的应用。
不锈钢复合板焊接既不同于不锈钢，也不同于碳钢或低合金钢，而有其特点和难点。
一、不锈钢复合板的焊接特点从设计角度考虑，不锈钢复合板的基层主要是保证强度，复层主要是保证其耐蚀性能，中间增加的过渡层只是焊接工艺的需要。
为了保证复合钢板不失往其原有的综合性能，需要对基层和复层分别焊接。
除了基层和复层的焊接外，还有过渡层焊接的题目，这是不锈钢复合板焊接的主要特点。
复层焊缝和基层焊缝之问，以及复层焊缝与基层母材交界处宜采用过渡焊缝。
基层和复层的过渡层焊接是不锈钢复合板焊接的关键。
二、不锈钢复合板焊接技术要点1．焊接方法的选择焊接不锈钢复合板时，基层大都采用焊条电弧焊。
对于直径大、厚度大的不锈钢复合板产品，基层也可以采用埋弧焊。
基层采用埋弧焊的优越性是多方面的：生产效率高、焊缝质量优、外表成形美观、劳动条件好、节省焊接材料和电能。
过渡层和复层焊接，最常用的方法是焊条电弧焊。
2．焊接工艺评定GBl501998?钢制压力容器?规定，但凡新材料、新焊接工艺均应进行焊接工艺评定。
焊接工艺评定应以可靠的钢材焊接性能试验为依据，并在产品焊接之前完成。
不锈钢复合板能否通过焊接工艺评定，是不锈钢复合板焊接的关键所在。
目前，不锈钢复合板的焊接工艺评定应按照JB4708～2000?钢制压力容器焊接工艺评定?附录A〔标准的附录〕“不锈钢复合钢焊接工艺评定〞进行，并遵守该标准正文的有关规定。
3．焊接材料的选择不锈钢复合板的焊接材料按照JB／T4709—2000?钢制压力容器焊接规程?正文和附录A〔标准的附录〕“不锈钢复合钢焊接规程〞表A1推荐选用。
不锈钢复合板过渡层的焊接十分重要，过渡层焊接材料的选择也十分重要。
不锈钢焊缝返修及补焊工艺
不锈钢焊缝返修及补焊工艺不锈钢焊缝返修及补焊工艺1.适用范围1.1 本守则为通用工艺文件，仅适用于不锈钢制压力容器的筒体、封头、接管对接，法兰拼接焊缝焊接缺陷的返修。
1.2 本守则不足以保证特殊情况下缺陷返修的质量时，需另行制订专用的返修工艺文件。
2. 返修程序2.1 焊缝返修由探伤室开出返修通知单，确定缺陷性质，部位。
2.2 第一、二次返修需经焊接责任人批准，焊工按探伤人员在产品上所划出的缺陷部位进行返修、焊接检验员监督返修程序的进行。
2.3 第三次返修前由焊接责任人制订返修方案，得到技术负责人批准后方可进行，焊接责任人负责现场监督。
3.焊工3.1 返修部位的焊接工作，必须由考试合格，具有焊接相应项目资格的焊工担任。
3.2 第一、二次返修时，一般情况下可由原施焊的焊工进行，第三次返修时，由焊接责任人指定焊工进行返修。
4. 返修焊缝所用的焊接材料，原则上与该焊缝所采用的焊接材料相同，等离子弧自动焊除外。
5. 缺陷清除5.1 清除焊接缺陷可以用角向砂轮磨。
5.2 从筒体内侧或外侧清除缺陷，视探伤结果而定，原则上是返修量越少越好。
5.3 当清除深度已达厚度的三分之二，而缺陷尚未清除时，则不应再清除下去，而应将此侧先补焊完毕，再从另一侧将缺陷清除掉，然后补焊。
5.4 焊接缺陷必须彻底清除干净，缺陷清除后的返修表面要圆滑，不得有尖锐棱角。
6. 焊接6.1 焊接方法原则上与原来的方法相同，等离子弧自动焊除外。
6.2 第一层焊缝一般应用Φ3.2㎜的焊条焊接，焊接电流较一般施焊大10%左右，以保证焊透，且一般不用摆动焊法。
6.3 每条焊缝的起弧和收弧处应错开20㎜以上，并注重起弧与收弧的质量。
6.4 每焊一层都应仔细检查，确定无缺陷后再焊下一层，不允许采用单层，单道大规范及慢焊速进行补焊。
6.5 必须修磨返修部位的焊缝表面，使其外形与焊缝基本一致，经外观检查合格后，按原焊缝的无损检测要求进行探伤。
6.6 不锈钢焊缝返修时，应控制层间温度不得超过60℃，返修焊缝表面不得有咬边等缺陷。
不锈钢复合材料焊接缺陷分析及返修过程控制
不锈钢复合材料焊接缺陷分析及返修过程控制摘要：奥氏体不锈钢管道焊接要求较为严格，需要确保焊接工艺流程化，防止在焊接过程中产生缺陷，降低材料对焊接过程的影响。
焊接工艺是保证焊接质量的关键，在焊接过程中，需要对焊接工艺进行分析，确定焊接层次与应力的变化，确保焊接质量问题的控制力度，使焊点之间能够稳定衔接，降低高温受热对不锈钢的影响，以提高焊缝缺陷控制的有效性。
关键词：不锈钢复合材料；焊接缺陷；焊接返修；焊接质量引言不锈钢材料凭借耐腐蚀、安全性好、使用寿命长及综合成本低等优点成为轨道交通车体材料的首选[。
0Cr19Ni10不锈钢属于奥氏体不锈钢,具有耐腐蚀、韧塑性良好的焊接性等优点,通常采用电阻点焊工艺用于车体制造,但是,电阻点焊焊接生产效率低、外观质量较差且影响了密封性。
与传统的焊接方法相比激光焊具有能量密度高、焊接热影响区小、焊接变形小、焊接生产效率高等特点,在不锈钢结构件的焊接中得到了广泛的推广与应用。
1奥氏体不锈钢管道焊接工艺概述奥氏体不锈钢由Ｆｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｔｉ等金属元素构成，将会对焊接过程造成一定的影响，需要对焊接工艺进行控制，保证焊缝的质量。
奥氏体不锈钢具有较强的可塑性，便于进行焊接加工，对焊接工艺进行全面扩展，保障焊接过程得到有效助力。
奥氏体不锈钢的膨胀系数仅为碳钢材料的５０％～６０％，能够减小对热裂纹收缩的影响，起到防止钢材变形的作用，保证管道的焊接质量。
在４５０～８５０℃时，受到Ｃｒ元素的影响，焊接时将会伴有Ｃｒ２３Ｃ６生成，导致焊点中Ｃｒ元素空失，使得焊点易受到腐蚀因素的影响。
焊接过程中，需要注重对热裂纹的控制，防止出现焊接应力过大的情况，提高对焊缝的控制能力，保障焊接工艺得到规范应用，使管道焊接过程能够顺利开展。
2不锈钢复合材料常见的焊接缺陷及产生的原因分析2.1夹渣夹渣也是不锈钢复合材料焊接中比较常见的一种缺陷，产生的原因主要包括以下几方面：（1）由于坡口型式选择或加工不合理，造成焊接时焊条摆动不合适出现窄而高的焊缝，在坡口两侧、或者多层多道焊接时层与层、道与道之间产生夹渣。
化工设备中异种钢焊接接头焊接裂纹形成原因分析及解决方法
《装备维修技术》2021年第15期化工设备中异种钢焊接接头焊接裂纹 形成原因分析及解决方法符 治（中核集团西安核设备有限公司，陕西 西安 710021）摘 要：本文对不锈钢复合板（基材）与不锈钢接管的焊接产生裂纹的原因进行了定性分析，提出了选择合适的焊接材料、改变坡口形式、调整焊接顺序和增加中间消除应力热处理这4项防止裂纹产生的措施。
关键词：化工设备；钢焊；原因分析1.前言压力容器的直径、选用材料的厚度都向大、厚的方向发展，为了减低设备制造成本，很多的高温、高压以及有腐蚀要求的设备采用了低合金钢/不锈钢的复合钢板。
设备主体为低合金钢/不锈钢复合钢时设备上的小直径接管内壁无法进行不锈钢层的堆焊，对于小接管部件通常为不锈钢材质锻件或管材。
在不锈钢接管与设备本体焊接过程中，当焊接应力累积达到或超过复合钢板的基层材料的抗拉强度值时会产生焊接裂纹。
图1为我公司制造的某台设备焊接后产生的裂纹被清除后的示意图。
本文从异种钢焊接的特性分析了裂纹产生了原因及解决办法。
图12.异种材料的焊接性2.1金属的冶金相容性 [1]金属材料焊接过程中的相容性指被焊母材在微观方面的差别，例如晶粒的类别、原子大小等方面的差别；这种差别与被焊金属材料在液态、固态不同的状态下的相容性和焊接过程中是否会产生金属间化合物有关。
2.2金属物理性能的差异奥氏体不锈钢的线膨胀系数、热导率都与低合金钢差异比较大。
物理性能的差异越大焊接时产生的应力和变形越大，在应力作用下可能产生裂纹；焊接过程中两侧金属熔化不一致造成焊接困难；奥氏体不锈钢无磁性，低合金钢有磁性，易出现焊接过程中电弧不稳定，影响焊缝成形及焊接过程中电弧偏向低合金钢侧，使得低合金钢的热影响区吸收的热量集中。
2.3 拘束度容器上接管以插入式结构的拘束度最大，接管中心线与设备中心线平行或有一定的角度拘束度其次；2.4 焊接过程中的冶金因素[2]由于奥氏体熔敷金属与铁素体在钢的化学成分上有较大差别，焊接后熔合区存在着C、Cr、Ni等元素较大的浓度梯度。
复合板焊接裂纹分析及防治(1)
复合板焊接裂纹分析及防治(1)1. 背景复合板是指由两种或以上的不同材料按照一定比例、顺序、结构等复合而成的复合材料板材。
在现代制造业中广泛应用于航空、航天、汽车、建筑、电子、船舶等领域。
由于其具有优异的力学性能、耐热、耐腐蚀、耐磨等特点，能够适应不同的工作环境，因而备受青睐。
然而，在制造复合板的过程中，常常需要进行焊接处理，以将不同材料之间进行牢固的连接。
而复合板焊接中，由于材料本身性质、表面处理不当、焊接工艺等原因，会导致焊缝处产生裂纹，影响复合板的质量和力学性能。
因此，对于复合板焊接裂纹的分析和防治具有重要的现实意义。
2. 分析在复合板焊接中，裂纹的产生可能有以下几方面原因。
2.1 材料本身性质由于焊接材料不同，会导致热膨胀系数、线膨胀系数、弹性模量等性质不同，使得焊接后会产生内应力和应变分布不均匀的情况，从而导致裂纹的形成。
此外，由于不同材料的微观结构和晶格结构不同，也会导致焊接后的组织产生变化而引发裂纹。
2.2 表面处理不当焊接前的表面处理对于焊接接头的强度和品质有着至关重要的作用。
如果焊接前的表面处理不当，会导致焊接区域表面存在油脂、氧化物、污染等问题，从而在焊接过程中产生不稳定的气体或夹杂物，导致焊接不良，进而影响焊接质量，引起焊接裂纹的产生。
2.3 焊接工艺问题在焊接工艺中，焊接参数的选择、焊接过程的控制、熔池的控制等都是会影响焊接质量的关键因素。
在焊接过程中，如果焊锡电流过大，焊接速度过快等问题，会导致焊接温度过高，甚至烧熔板材表面的材料，从而影响焊接强度，进而导致裂纹的产生。
3. 防治对于复合板焊接裂纹的防治，有以下几点建议。
3.1 材料选择在焊接复合板时，应尽量选择热膨胀系数、线膨胀系数、弹性模量等物理性质相似的材料。
这样做可以减少焊接后的应力集中，降低焊接裂纹的产生率。
3.2 表面处理在焊接前，应对接触面进行充分的去污、除锈处理，确保表面平整、干燥。
这样可以避免气体、夹杂物在焊接过程中存在的可能性，从而有助于避免焊接裂纹的产生。
不锈钢复合钢板产生裂纹的原因分析及处理方法
不锈钢复合钢板产生裂纹的原因 分析及处理方法
侯 静
(克拉玛依安泰炼化工程有限公司 ,克拉玛依 834003)
摘 要 :通过对不锈钢复合钢板产生裂纹的情况入手 ,对母材的化学成分 、力学性能进 行分析 ,得出了不锈钢复合钢板产生裂纹的原因 ,并利用自己掌握的技术和相 应的措施 ,消除了裂纹的产生 ,保证了容器的生产 。
在爆炸后对钢板结合不良处进行了焊补 。 (2)在容器制造过程中 ,我厂曾对其表
3 裂纹原因分析
面平直度进行了测量 ,发现钢板表面有凹凸 3. 1 裂纹出现在母材基层上
不平的现象存在 。对卷制完成的筒体进行校
在容器的制造过程中 ,我们首先对母材
圆 ,我们所用的卷板机是上辊数控卷板机 ,在 发生了怀疑 ,所以我们从该批钢板上取样 ,对
原材料的质量是后续施工的关键 ,是容 器制造质量的基本保证 ,所以控制好原材料 的验收是以后制造的前提和重点工作 。而对 于复合钢板来说 ,由于其制造过程的特殊性 , 在验收此类钢板时 , 建议对此钢板边缘 200mm 范围和焊补过的钢板周围进行 100% 超声 (UT)检测 ,避免内部存在裂纹 。我们采 用的是数字超声波检测仪 ,型号 CUD2030,耦 合剂采用的是高级车用润滑油 (机油 ) 。
装进行检查 ,发现在母材的复层表面有多处 部位颜色与整体钢板有偏差 ,通过检验人员 确认 ,这些颜色不同的部位均是到货前 ,厂家
2008年第 3期 新疆化工
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经过后续焊补并打磨后产生的 ,这说明该批 圆 ,其结果就是造成应力向辊子压不到的地
钢板在爆炸成型后的表面质量不理想 ,厂商 方去 ,形成应力集中 ,导致裂纹产生 。
容器在制造过程中 ,检验人员发现卷制的筒 体上有裂纹产生 ,通过检查和测量 ,发现裂纹 长度可达到 7mm。该容器的材质和技术参 数见表 1。
不锈钢复合板焊接接头缺陷的形成及返修措施
验对 不锈钢 复合板 的返修措施进行 了总结 ，可供 同行 参考借鉴 。 基层 复层 过渡层 焊接缺 陷 返修
文献标识码：Ｂ
文章编号 ：１ ０ ０ ２ — ３ ６ ０ ７ （ ２ ０ １ ４ ） １ ２ — ０ ０ ４ ６ － ０ ３
２ ０ １ ４ 年第ｌ ２ 期 Ｗｅ ｌ ｄ ｉ ． ９ ｔ ￣ｈ ｎ ｉ ｑ ｕ ｅ
图瞄 蔓
．
不锈钢复合板焊接接头缺陷的
形成及返修措 施
杨 波
（ 重庆＿ Ｔ － ｊ ， Ｅ 设 备 安 装 集 团有 限公 司 重 庆 ４ ０ ０ ０ ４ １ ）
摘
要 ：本 丈阐述 了不锈钢 复合 板的焊接 性 ，对其焊接接 头缺 陷产 生的原 因进行 了探讨 ，并结合 实践 经
用手工电弧焊 、 埋弧焊 、 及二氧化碳气 元素部分被烧 损 ，使焊缝 中的铬镍含 体保 护 焊 。覆层 和过 渡层 的焊 接 ， 采 量降低 ，影响复层 的耐蚀 性。由于基 ３ 不锈钢复 合板焊接接头缺陷形
用Ｔ ｌ Ｇ焊或手工 电弧 焊， 也可采用能确 层焊缝对 复层 焊缝 的稀释 作用 ，将降 成的原因
或爆炸轧制而 成 ，两种材质复 合之间 接 。基层 的焊接和复层 的焊接属于 同 感 并易产生裂纹 。而焊 接复层 时 ，基
的 物 理 性 能 、化 学 成 分 、组 织 结 构 及 种材料 的焊 接 ，工艺 比较成 熟。而过 层 中的碳易进入复层 中 ，使复层 的抗
其性能都存在较 大的差异 ，焊 接时如 渡层 的焊 接则是异种材料 焊接 ，是保 腐蚀 性能和基层的强 度降低 。由于不 果操作不 当很 容易造成焊缝缺 陷 ，导 证不锈钢 复合板焊接质 量的关键 ，也 锈钢复 层具有低热 导率 （ 仅 为基 层的 致焊缝大量返修 ，甚至 多次返 修 ，致 是 复 合板 焊 接 难 度较 大 的 区域 ，过 １ ／ ２）和较 大的 线膨 胀系 数 （ 为基层
不锈钢复合板焊条焊返修问题及措施
不锈钢复合板焊条焊返修问题及措施摘要：化工容器管道大多使用不锈钢复合板，由于复合板中两种材料的成分性能都存在较大的差异，采用焊条焊修复时容易造成焊缝缺陷，本文针对不锈钢复合板焊条焊返修时存在的若干问题，提出了解决措施。
关键词：不锈钢复合板，修复工艺，焊接工艺化工容器管道在腐蚀严重的环境中工作，为兼顾耐蚀性和经济性，大多使用不锈钢复合板。
如果化工容器管道使用时出现腐蚀等损伤，由于现场的限制，常常采用手工电弧焊进行焊接修复。
由于不锈钢复合板是不锈钢与低碳钢或低合金钢两种材料经爆炸轧制而成，两种材质的物理性能、化学成分、组织结构及其性能都存在较大的差异，焊接修复时容易造成焊缝缺陷，难以保证修复质量。
下面针对不锈钢复合板采用焊条焊返修时存在的若干问题，提出了解决措施。
1.缺陷的清理问题在返修前，全部清除焊接缺陷。
为了避免坡口边缘的渗碳倾向，如果缺陷在过渡层或多次返修及拘束应力较大的部位，必须用机械方法清除，不能采用碳弧气刨；过渡层清除缺陷后，用着色探伤进行检查，确保裂纹全部清除后再进行焊接修复；如果缺陷在基层，没有渗碳影响，可以用碳弧气刨予以清除。
2.坡口的设计问题不锈钢复合板返修若采用常规坡口形式，易产生：不利于基层侧清根，导致焊接过渡层时易损伤复层；难以控制熔合比，造成基层对焊缝金属的稀释；难以保证基层焊缝的高度；过渡层难以完全覆盖基层等。
如果缺陷位置在过渡层，返修坡口应采用圆弧槽特殊坡口设计，如图1，即从复层开始向基层下开出深1.5～2mm，宽3～5mm的圆弧槽坡口，坡口长度不应少于100mm。
图1 不锈钢复合板环焊缝坡口示意图这种圆弧槽坡口的优点是：①圆弧槽坡口设计，易于加工和焊接操作，符合操作方便的原则；②焊接中不会产生应力集中，可以有效避免焊接裂纹的产生；③有利于使过渡层能完全覆盖基层，保证过渡层焊缝金属的高度和焊接质量；④便于焊接电流控制，有利于控制熔合比，以防止基层对焊缝金属的稀释；⑤使复层边缘远高于焊缝中心，在焊接热循环过程中，最高峰值温度大大降低，避免了因基层焊接时反复受热膨胀引起复层张口及出现夹渣等缺陷；⑥在基层焊完后，可以及时对基层进行UT或RT探伤检测，待基层合格后，再进行过渡层焊接，避免了常规坡口只能完全焊完才能检验，导致的缺陷定位不准确以及出现返修裂纹的现象，有利于保证返修质量。
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不锈钢复合板焊接裂纹的返修新疆独山子石化炼建公司（833600）
徐德明张建国张公金
我厂在焊接复合板材质20R+00Cr17Ni14MO2（板16mm+3mm）时，因供货质量缘故，在焊接时焊缝区及相邻母材150mm*100mm范畴内显现了大量裂纹，有些裂纹是贯穿性的,因此针对这一缺陷制定了返修工艺.
1焊接材料
在焊接过渡层时,基层的碳钢与复层奥氏体钢焊接,由于基层成分(20R)对焊缝金属有的稀释作用,使焊缝中奥氏本元素含量降低,若焊缝中显现马氏体组织,会恶习化接头性能,甚至产生裂纹,因此过渡层焊材选用至关重要,18-8型焊接材料不能满足要求,25-20型焊接材料焊接后又可能因属于单机奥氏体组织而产生热裂纹,而25-13型焊材是比较低合适的,属于奥氏体+铁素体(A+F)双相组织(如A042、A312、A302型焊条)，能有效防止裂纹的产生。
2坡口形式
一样尽可能选用X形坡口，焊接时先焊基层，再焊过渡层，最后焊复层，焊接时尽量使复层中少熔入基层成分，离止裂纹产生。
3确定缺陷位置
按照探伤结果找出裂纹范畴，用砂轮磨光机清除裂纹（最好不要用碳弧气刨，以减少坡口边缘的淬硬倾向），同时采纳着色探伤检查，以确保裂纹全部清除。
最后再用磨光机扩大返修坡口的范畴，完全清除原热阻碍区的材质，以防止再次焊接时阻碍焊缝性能或产生新的缺陷。
4焊接
（1）先焊接基层。
采纳碱性焊条（碱性焊条抗裂性能好，焊接时元互助烧损少），施焊前焊条严格烘烤，使用时用保温箱盛装，随取随用，焊
肖采纳适当的温度预热基层，排除水分等杂质。
焊接过程中连续施焊，保证层间温度，焊后赶忙采纳氧乙炔焰对焊缝区加热，加热范畴不可过大，温度操纵在250摄氏度，保温30~40min，以防基层和复层结合部位开裂。
（2）待基层温度冷却下来（小于60摄氏度），开始过渡层及复层的焊接，焊接时采纳多道焊，焊条不摆动，操纵好线能量，每焊完一层，停留2 0~30min ，确保层间温度不大于60摄氏度。
（3）基层和复层每焊完一层后赶忙锤击，锤击范畴在焊缝两侧长靠近母材，宽度范畴约50~60mm ，焊缝全部焊完后仍应赶忙进行锤击。
此外基层缺陷较小时，不需预热及后热，或缺陷仅仅在复层及过渡层时，可直截了当采纳不锈钢焊条从复层侧返修，采纳较小的线能是焊接，认真操纵焊接参数，一样能够操纵裂纹再次产生。
5结论
采纳上述返修工艺，使该焊缝拍片一次通过。
采纳如此的返修工艺修复其它焊接裂纹也十分有效，返修糕点焊一次成功率在95%以上，大大的降低了成本，提升了功效。
（收稿日期2002 04 19）
作者简介：徐德明，1972年生，大专，工程师。
摘自《焊接》。