Q345R+316L不锈钢复合钢板焊接技术浅析

摘要：不锈钢复合钢板压力容器是近年来石油、化工行业中应用较广的设备，既有不锈钢较强的耐腐蚀性，又有普通钢的经济性。但其制造及焊接工艺较复杂，特别是对过渡层及复层的焊接质量要求很高。我们对其工艺进行探讨，通过查阅许多有关资料及试验，针对主体材质是14mm＋3mm的Q345R＋316L不锈钢复合钢板，确定了不锈钢复合钢板容器的制造及焊接工艺。

关键词：复合钢板，Q345R＋316L，焊接

中图分类号：P755.1文献标识码： A

1、焊接性分析

Q345R＋316L不锈钢复合钢板的结构形式见图一，基层为Q345R，属碳锰低合金钢，其焊接工艺较简单；复层为316L，属奥氏体不锈钢。Q345R＋316L的焊接工艺难点是Q345R和316L过渡层和316L不锈钢的焊接。

图一不锈钢复合钢板焊缝的结构

316L不锈钢焊接时，易发生HAZ敏化区晶间腐蚀，对于316L，发生敏化区间并非在平衡加热时的450—85O℃，而是有一个过热度，可达600－1000℃。因为焊接过程是一个快速加热和冷却的过程，而铬碳化合物沉淀是一个扩散过程，为足够扩散需要一定的“过热度”，其焊接工艺应采用快速过程。以减少处于敏化区加热的时间。所以焊接过渡层应用小热输入、反极性、直线运条和多层多道焊。

316L的导热系数小．线膨胀系数大，热量不易散失，很容易形成所需尺寸的熔地，而旦在自由状态下，易产生较大的焊接变形。因此，在焊接复层316L时，应采用小电流、快速焊、窄焊道的多层多道焊接，要控制道间温度在6O℃以下。

2 制造工艺

2.1 下料划线：禁止在复层表面上切割线内用针划线打样冲眼，不得用墨汁、油漆涂写，尽量避免铁器碰伤划伤表面。

2.2 切割：试样材料厚度为 14mm＋3mm，采用切割机进行切割时复层朝下，从基层侧开始切割并严禁熔渣溅到复层表面。切割前留有加工余量，切割后用刨边机把切割的热影响区刨掉。坡口也采用刨边机进行加工，加工后的坡口要进行外观检验，不得有裂纹和分层，否则要进行修补。

2.3 组对：组对前坡口两侧各 2O mm 内外表面要用不锈钢丝刷清理，复层距坡口 100 mm 范围内要涂防飞溅材料。组对时应以复层为标准，保证对口错边量≤1mm，间隙 l～2 mm 。

3、焊接工艺

3.1 焊材及焊接方法：基层外面一层采用埋弧焊，其他层采用焊条电弧焊焊接。根据不同的焊接位置，选用不同的焊接材料。焊接 Q345R时选用Φ3.2 mm，Φ4.0 mm 的 E5O15，过渡层的焊接选用Φ3.2 mm 的A042，复层焊接选用Φ3.2 mm 的 A022焊条，埋弧焊选用Φ4.O mm 的 H08MnSi焊丝。

3.2 坡口形式及尺寸见图二，焊接工艺参数见表1。

图二：坡口形式及尺寸

表1：焊接工艺参数表

3.3焊接要点:

（l）焊基层第1层时须特别注意不得将低合金金属沉积到复层上。

（2）基层或过渡层焊后经射线探伤合格后才能开始过渡层或复层的焊接。

（3）焊复层前必须清除坡口边缘复层坡口上的飞溅物。

（4）过渡层的熔敷金属必须完全盖满钢层b＝1－2mm，并盖过不锈钢与碳钢交界面 a＝O.5—1.5 mm，见图一。

（5）过渡层第1遍焊接要采用小参数、反极性、直道多道焊，以降低对复层的稀释。

（6）复层焊接过程中为保证焊接质量要用小直径焊条进行多道焊，对焊层的堆焊高度要控制到最小，不超过1－8 mm 。

（7）复层焊接时，必须彻底清除过渡层熔渣及其它表面附着物，道间温度控制在6O℃以下，并用MT检查无缺陷时，方可焊接下一层。

（8）焊接时应注意引弧和熄弧的质量，收弧应将弧坑填满，多层焊时的层间接头应错开。

4、表面处理及检验

复层表面划伤深度在0.2-0.5 mm 时必须修磨，>0.5 mm 时须补焊。每焊完一道焊缝，特别是复层和过渡层，必须按要求进行检验，发现超标缺陷，必须进行返修。

5、工艺评定及产品焊接试板

按上述工艺制作了焊接工艺评定试板，试板尺寸为 600mm ×300 mm ×（14 mm + 3 mm ）。焊缝经过外观及X射线探伤检查，全部合格，其弯曲、冲击试验结果表明，强度、韧性等力学性能均达到要求。

按上述确定的工艺参数焊接不锈钢复合钢容器，经过无损检测，一次合格率为 96.93％，焊接质量良好。

6、结语

通过焊接工艺评定及产品焊接，证实Q345R＋316L不锈钢复合钢板制造、焊接工艺合理，可在生产中广泛应用。

作者简介：

姓名：郭建波

籍贯：辽宁盘锦

出生日期：1980-01-11

学历：工程硕士

单位：辽河石油勘探局油田建设工程一公司

主要从事工作：主要从事工程项目管理工作