專利名稱：不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，屬于金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)不
銹鋼復(fù)合板覆層缺陷的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝。
背景技術(shù)：
不銹鋼復(fù)合板由不銹鋼和低碳鋼或低合金鋼兩種材料經(jīng)爆炸、軋制或爆炸軋制而 成。其既具有基層材料的強(qiáng)度、剛度和韌性，又有覆層材料的耐腐蝕性，并具有價(jià)格低廉等 優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在石油化工、核電等領(lǐng)域。在復(fù)合板制造或服役過程中，覆層材料常出現(xiàn) 裂紋、未熔合、夾渣等缺陷，目前堆焊法是修復(fù)復(fù)合板缺陷的最主要手段。而不銹鋼復(fù)合 層具有較低的導(dǎo)熱率和較大的熱膨脹系數(shù)，在補(bǔ)焊過程中，會(huì)產(chǎn)生較大的殘余應(yīng)力，產(chǎn)生裂 紋，成為影響復(fù)合板結(jié)構(gòu)完整性的主要因素之一。另外，堆焊法屬于異種金屬焊接，質(zhì)量控 制有一定的難度。與對(duì)接焊相比，堆焊的拘束度更大，更容易出現(xiàn)裂紋，焊接熱過程對(duì)母材 熱影響區(qū)的性能也有影響。大多數(shù)不銹鋼復(fù)合板用于制造煉油、化工等領(lǐng)域的耐壓、防腐容 器的設(shè)備的，這些設(shè)備的工作環(huán)境惡劣，對(duì)補(bǔ)焊技術(shù)提出了較高的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡(jiǎn)單，補(bǔ)焊效果 好，坡口金屬表面無裂紋，覆層和基層的界面無缺陷的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工 藝，其特征在于采用如下工藝步驟
1. 1去除有缺陷的覆層材料； 1. 2去除基層材料，使基層材料和覆層材料之間形成一個(gè)臺(tái)階； 1.3加工坡口，坡口角度為35° 45° ，坡口表面和焊縫底部以圓角過渡，半徑R
為1 2mm j 1. 4清除坡口及其母材兩側(cè)表面200mm范圍內(nèi)的有害雜質(zhì)； 1. 5基層焊接，采用焊條電弧焊焊接，焊條直徑小3. 2，焊接電流100 120A，電壓 22 24V，焊接速度1 2mm/s ; 1.6過渡層焊接，采用短弧操作，焊條直徑為小3.2，電流為120 140A，電壓為 22 24V，速度為1. 5 2. 5mm/s，焊接時(shí)焊條需在坡口兩側(cè)作短暫停留，以保證焊縫與母材 金屬充分熔合； 1. 7覆層蓋面焊縫，采用焊條電弧焊焊接，焊條直徑為小3. 2，電流為130 150A， 電壓為23 25V，速度為1. 5 2. 5mm/s。 覆層材料的去除長(zhǎng)度不小于100mm，寬度不小于30mm，基層材料去除深度為1 3mm，寬度小于覆層材料的去除寬度。 所述臺(tái)階長(zhǎng)度為3 5mm?？捎行П苊饣鶎硬牧虾透矊硬牧系慕缑娈a(chǎn)生裂紋，同時(shí) 可以使基層焊縫金屬焊至與臺(tái)階平齊，保證基層焊縫高度；另外，在焊接過渡層時(shí)，又不會(huì)損傷覆層，有利于保證覆層焊接質(zhì)量。 過渡層厚度為覆層與基層界面上1 1. 5mm，界面下1. 5 2. 5mm。焊縫總厚度不小于3mm。 覆層側(cè)焊縫坡口兩側(cè)200mm寬的范圍內(nèi)刷一層白粉漿或鋪蓋石棉布，以免焊接飛濺傷害鋼板表面。 焊接完畢后，立即捶擊，捶擊范圍包括焊縫和焊縫兩側(cè)母材，捶擊寬度為50 60mm， 焊接過程中，焊條不擺動(dòng)。 焊接前焊條在烘干箱內(nèi)烘干2h，并保溫。基層焊縫所用焊條和基層材質(zhì)相同或者相近，過渡層焊接所用焊條強(qiáng)度應(yīng)能保證焊縫及接頭的強(qiáng)度不低于強(qiáng)度較低側(cè)母材的強(qiáng)度，同時(shí)焊縫金屬的塑性和沖擊韌性不低于強(qiáng)度較高側(cè)母材的性能。覆層焊接所用焊條和覆層材料相同。 用著色檢驗(yàn)的方法，檢測(cè)坡口金屬表面裂紋，然后采用超聲波探傷方法，檢測(cè)覆層和基層的界面缺陷。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝所具有的有益效果是克服了堆焊容易出現(xiàn)裂紋，焊接熱過程對(duì)母材熱影響區(qū)的性能產(chǎn)生不良影響等缺陷，有效避免基層材料和覆層材料的界面產(chǎn)生裂紋，保證基層焊縫高度，不會(huì)損傷覆層，有利的保證覆層焊接質(zhì)量。補(bǔ)焊結(jié)束后，對(duì)補(bǔ)焊表面進(jìn)行100%著色滲透檢測(cè)發(fā)現(xiàn)堆焊區(qū)沒有產(chǎn)生裂紋、未熔合等缺陷。另外，對(duì)補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行100%超聲波探傷檢查，過渡層、蓋面層的熔合情況完好。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。 其中1基材，2覆材，3覆材焊縫，4過渡層焊縫，5基層焊縫。 圖1 2是本發(fā)明不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝的最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1 2對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
參照附圖1 : 不銹鋼復(fù)合板，基材1為16MnR，滿足設(shè)備的強(qiáng)度和剛度要求，覆材2為0Crl3Al不銹鋼，滿足介質(zhì)對(duì)耐酸性的要求。在制造過程中，覆層側(cè)出現(xiàn)裂紋，因此，采用堆焊的方法進(jìn)行補(bǔ)焊。具體步驟為 首先將具有缺陷的覆層材料去除，去除長(zhǎng)度為100mm，寬度為30mm ;然后將基層材料下挖lmm，寬度小于覆材2挖補(bǔ)寬度，使基材1和覆材2之間形成一個(gè)臺(tái)階，臺(tái)階長(zhǎng)度3mm，以避免基材1和覆材2的界面產(chǎn)生裂紋，同時(shí)可以使基層焊縫5金屬焊至與臺(tái)階平齊，保證基層焊縫5高度，同時(shí)，在焊接過渡層時(shí)，又不會(huì)損傷覆層，有利于保證覆層焊接質(zhì)量。加工的坡口角度為35。，坡口表面和焊縫底部以圓角過渡，半徑R為lmm。清除離坡口邊緣及其母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)的水分、氧化物、油污、鐵銹、熔渣及其他有害雜質(zhì)。用著色
4檢驗(yàn)的方法，確保坡口金屬表面無裂紋，然后采用超聲波探傷方法，確保覆層和基層的界面 無缺陷。焊接第一層基層焊接，采用焊條電弧焊焊接，焊條牌號(hào)J507，直徑小3.2，焊接電 流100 120A，電壓22 24V，焊接速度1 2mm/s。焊接完畢后，立即捶擊，捶擊范圍包 括焊縫和焊縫兩側(cè)母材，捶擊寬度為50mm。第二層是過渡層焊接，過渡層厚度為覆層與基 層界面上1. 5mm，界面下2mm，整個(gè)過渡層焊縫4焊接是在保證焊接熔合良好的前提下，盡量 減少基層金屬的熔敷量，采用小規(guī)范、不擺動(dòng)、單向焊接方法。焊條牌號(hào)為A307，焊條直徑 為小3. 2，電流為120 140A，電壓為22 24V，速度為1. 5 2. 5mm/s。應(yīng)將焊縫周圍藥 皮清理干凈，露出金屬光澤，這樣可以有效地防止氫熔入焊縫，從而防止冷裂紋的產(chǎn)生。焊 接前焊條在烘干箱內(nèi)烘干2h，然后保溫。焊接時(shí)應(yīng)使用保溫筒裝焊條，隨用隨取。采用短弧 操作，焊條在坡口兩側(cè)稍作停留，以保證焊縫與母材金屬充分熔合。多層多道焊接時(shí)，層間 溫度嚴(yán)格控制，防止裂紋的產(chǎn)生。收弧時(shí)應(yīng)注意填滿弧坑，否則易出現(xiàn)裂紋。第三層是覆層 蓋面焊縫，采用焊條電弧焊焊接。焊條牌號(hào)為A307，焊條直徑為小3. 2，電流為130 150A， 電壓為23 25V，速度為1. 5 2. 5mm/s。所有覆層側(cè)焊縫坡口兩側(cè)200mm寬的范圍內(nèi)刷 一層白粉漿或鋪蓋石棉布，以免焊接飛濺傷害鋼板表面。覆層焊接時(shí)，采用小規(guī)范單道不擺 動(dòng)焊接。覆層焊縫表面打磨至與母材表面基本平齊或圓滑過渡，再進(jìn)行焊接檢驗(yàn)。覆層焊 完后立即捶擊，捶擊范圍包括焊縫和焊縫兩側(cè)母材，寬度范圍約為50mm，以細(xì)化晶粒，降低 殘余應(yīng)力。補(bǔ)焊結(jié)束后，對(duì)補(bǔ)焊表面進(jìn)行100%著色滲透檢測(cè)，堆焊區(qū)沒有裂紋、未熔合等缺 陷。對(duì)補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行100%超聲波探傷檢查，過渡層、蓋面層的熔合情況完好。
實(shí)施例2 不銹鋼復(fù)合板，基材1為16MnR，滿足設(shè)備的強(qiáng)度和剛度要求，覆材2為0Crl3Al不 銹鋼，滿足介質(zhì)對(duì)耐酸性的要求。在制造過程中，覆層側(cè)出現(xiàn)裂紋，因此，采用堆焊的方法進(jìn) 行補(bǔ)焊。具體步驟為 首先將具有缺陷的覆層材料去除，去除長(zhǎng)度為150mm，寬度為50mm ;然后將基層材 料下挖3mm，寬度小于覆材2挖補(bǔ)寬度，使基材1和覆材2之間形成一個(gè)臺(tái)階，臺(tái)階長(zhǎng)度5mm， 以避免基材1和覆材2的界面產(chǎn)生裂紋，同時(shí)可以使基層焊縫5金屬焊至與臺(tái)階平齊，保證 基層焊縫5高度，同時(shí)，在焊接過渡層時(shí)，又不會(huì)損傷覆層，有利于保證覆層焊接質(zhì)量。加工 的坡口角度為45。，坡口表面和焊縫底部以圓角過渡，半徑R為2mm。清除離坡口邊緣及 其母材兩側(cè)表面20mm范圍內(nèi)的水分、氧化物、油污、鐵銹、熔渣及其他有害雜質(zhì)。用著色檢 驗(yàn)的方法，確保坡口金屬表面無裂紋，然后采用超聲波探傷方法，確保覆層和基層的界面無 缺陷。焊接第一層基層焊接，采用焊條電弧焊焊接，焊條牌號(hào)J507，直徑小3.2，焊接電流 100 120A，電壓22 24V，焊接速度1 2mm/s。焊接完畢后，立即捶擊，捶擊范圍包括焊 縫和焊縫兩側(cè)母材，捶擊寬度為60mm。第二層是過渡層焊接，過渡層厚度為覆層與基層界 面上1. 5mm，界面下2. 5mm，整個(gè)過渡層焊縫4焊接是在保證焊接熔合良好的前提下，盡量減 少基層金屬的熔敷量，采用小規(guī)范、不擺動(dòng)、單向焊接方法。焊條牌號(hào)為A307，焊條直徑為 小3. 2，電流為120 140A，電壓為22 24V，速度為1. 5 2. 5mm/s。應(yīng)將焊縫周圍藥皮清 理干凈，露出金屬光澤，這樣可以有效地防止氫熔入焊縫，從而防止冷裂紋的產(chǎn)生。焊接前 焊條在烘干箱內(nèi)烘干2h，然后保溫。焊接時(shí)應(yīng)使用保溫筒裝焊條，隨用隨取。采用短弧操 作，焊條在坡口兩側(cè)稍作停留，以保證焊縫與母材金屬充分熔合。多層多道焊接時(shí)，層間溫 度嚴(yán)格控制，防止裂紋的產(chǎn)生。收弧時(shí)應(yīng)注意填滿弧坑，否則易出現(xiàn)裂紋。第三層是覆層蓋
5面焊縫，采用焊條電弧焊焊接。焊條牌號(hào)為A307，焊條直徑為小3. 2，電流為130 150A，電 壓為23 25V，速度為1. 5 2. 5mm/s。所有覆層側(cè)焊縫坡口兩側(cè)200mm寬的范圍內(nèi)刷一 層白粉漿或鋪蓋石棉布，以免焊接飛濺傷害鋼板表面。覆層焊接時(shí)，采用小規(guī)范單道不擺動(dòng) 焊接。覆層焊縫表面打磨至與母材表面基本平齊或圓滑過渡，再進(jìn)行焊接檢驗(yàn)。覆層焊完 后立即捶擊，捶擊范圍包括焊縫和焊縫兩側(cè)母材，寬度范圍約為60mm，以細(xì)化晶粒，降低殘 余應(yīng)力。補(bǔ)焊結(jié)束后，對(duì)補(bǔ)焊表面進(jìn)行100%著色滲透檢測(cè)，堆焊區(qū)沒有有裂紋、未熔合等缺 陷。對(duì)補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行100%超聲波探傷檢查，過渡層、蓋面層的熔合情況完好。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所 作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于采用如下工藝步驟1.1去除有缺陷的覆層材料；1.2去除基層材料，使基層材料和覆層材料之間形成一個(gè)臺(tái)階；1.3加工坡口，坡口角度為35°～45°，坡口表面和焊縫底部以圓角過渡，半徑R為1～2mm；1.4清除坡口及其母材兩側(cè)表面的有害雜質(zhì)；1.5基層焊接，采用焊條電弧焊焊接，焊條直徑φ3.2，焊接電流100～120A，電壓22～24V，焊接速度1～2mm/s；1.6過渡層焊接，采用短弧操作，焊條直徑為φ3.2，電流為120～140A，電壓為22～24V，速度為1.5～2.5mm/s；1.7覆層蓋面焊縫，采用焊條電弧焊焊接，焊條直徑為φ3.2，電流為130～150A，電壓為23～25V，速度為1.5～2.5mm/s。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟1. 1所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于覆 層材料的去除長(zhǎng)度大于等于lOOmm，寬度大于等于30mm，基層材料去除深度為1 3mm，寬度 小于覆層材料的去除寬度。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟1. 2所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于所 述臺(tái)階長(zhǎng)度為3 5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟1. 6所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于過 渡層厚度為覆層與基層界面上1 1. 5mm，界面下1. 5 2. 5mm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟1. 5或1. 7所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在 于焊接完畢后，立即捶擊，捶擊范圍包括焊縫和焊縫兩側(cè)母材，捶擊寬度為50 60mm。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1步驟1. 7所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于覆 層側(cè)焊縫坡口兩側(cè)200mm寬的范圍內(nèi)刷一層白粉漿或鋪蓋石棉布。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于焊接前焊條 在烘干箱內(nèi)烘干2h，并保溫。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于焊接過程中， 焊條不作橫向擺動(dòng)，焊接方向一致。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，其特征在于用著色檢驗(yàn)的方法，檢測(cè)坡口金屬表面裂紋，然后采用超聲波探傷方法，檢測(cè)覆層和基層的界面缺陷。
全文摘要
不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝，屬于金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷的不銹鋼復(fù)合板覆層缺陷補(bǔ)焊工藝。其特征在于去除有缺陷的覆層材料；去除基層材料，使基層材料和覆層材料之間形成一個(gè)臺(tái)階；坡口表面和焊縫底部以圓角過渡；基層焊接，采用焊條電弧焊焊接；過渡層焊接，采用短弧操作；覆層蓋面焊縫，采用焊條電弧焊焊接?？朔硕押溉菀壮霈F(xiàn)裂紋，焊接熱過程對(duì)母材熱影響區(qū)的性能產(chǎn)生不良影響等缺陷，有效避免基層材料和覆層材料的界面產(chǎn)生裂紋，保證基層焊縫高度，不會(huì)損傷覆層，有利的保證覆層焊接質(zhì)量。
文檔編號(hào)B23K9/23GK101774063SQ20101001145
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月12日
發(fā)明者付海昌, 馮曉亮, 孫偉松, 宮艷斌, 石風(fēng)濤, 蔣文春, 馬斌, 高嵩 申請(qǐng)人:孫偉松;高嵩