Q345R和0Cr18Ni12Mo2Ti復合板的堆焊工藝

徐 煒* 江 敏 李 明

（浙江省工業設備安裝集團有限公司第二分公司)

Q345R和0Cr18Ni12Mo2Ti復合板的堆焊工藝

徐 煒* 江 敏 李 明

（浙江省工業設備安裝集團有限公司第二分公司)

對碳鋼表面堆焊不銹鋼進行了介紹，論述了此類管板堆焊的施工工藝。在施工過程中，通過焊接順序、焊接工裝和層間溫度控制等措施來控制堆焊時的焊接變形。

管板 堆焊 變形 焊接 焊接工藝

0 前言

某公司生產裝置上的一臺換熱器 （二鹽冷卻器）中的管板材質為δ=53 mm的Q345R和δ=3 mm的0Cr18Ni12Mo2Ti復合板。由于管板材料不易采購，且該換熱器的交貨期限短，因此決定采用在Q345R上堆焊奧氏體不銹鋼的方法自制管板材料，過渡層選用A042焊條，復層選用A022焊條。

本文對碳鋼表面堆焊不銹鋼進行了介紹，論述了此類管板堆焊的施工工藝。在施工過程中，通過焊接順序、焊接工裝和層間溫度控制等措施來控制堆焊時的焊接變形。

1 工裝要求

對工裝的要求考慮到了堆焊過程中的焊接變形。先將兩塊管板背靠背地點焊牢固，然后再將管板放在水平的平臺上施行堆焊。

2 堆焊前準備

（1）管板堆焊前用砂輪機將堆焊表面打磨出金屬光澤。

（2）堆焊用焊條應按規定進行烘焙，施焊時隨用隨取。

（3）管板堆焊前，堆焊表面應進行100%MT，按JB/T 4730—2005檢驗，Ⅰ級合格。

3 堆焊工藝參數

（1）過渡層堆焊前，管板堆焊側應進行預熱。過渡層堆焊時應嚴格控制焊接工藝參數，不可采用大電流施焊。

（2）過渡層采用焊條電弧焊堆焊，過渡層焊條A042，規格?4 mm。

（3）過渡層堆焊完畢，應根據基層材料和厚度進行消應力熱處理。熱處理溫度600～640℃，保溫時間2 h，按NB/T 47015—2011具體執行。熱處理后對堆焊表面進行滲透檢驗，按JB/T 4730—2005檢驗，Ⅰ級合格。

（4）熱處理合格后方可進行復層堆焊，堆焊時采用焊條電弧焊，焊條A022，規格?4 mm。

（5）復層堆焊厚度為10 mm左右，該厚度可根據變形量適當增減。

（6）堆焊方向應注意如下一些問題。

（a）環焊道堆焊：先由管板中心開始呈螺旋狀向外堆焊到?300 mm～?400 mm，然后將管板的剩余堆焊部分按扇面分成4等分，由4人同時沿圓周方向從中心向外堆焊，如圖1所示。

圖1 環焊道堆焊

（b）直焊道堆焊：堆焊4層，先從管板中心開始堆焊至半徑100 mm處，然后向外按順序逐道對稱施焊，第1、2層堆焊方向互成90°，第2、3層堆焊方向互成45°，第3、4層堆焊方向互成90°，如圖2所示。

圖2 直焊道堆焊

將環焊道與直焊道進行比較： （a）環焊道。當在管板上進行環形堆焊時，會產生環向應力，使管板產生角變形。隨著焊道數量的增加，由管板邊緣至心部，焊縫所承受的拉應力會越來越大。最后管板的變形呈鍋底形。 （b）直焊道。在管板中心堆焊一條縱向直焊道，其焊縫只承受縱向和橫向收縮應力，隨著焊道數量的增加，遠離管板中心線的堆焊，除了有長度方向的伸縮外，還有內彎曲變形，故管板堆焊后產生角變形。

由此可知，直焊道與環焊道相比，雖然都產生一定的角變形，但環焊道的拘束度比直焊道要大，所以環焊道比直焊道變形要大。因此筆者建議，選擇直焊道堆焊方式進行堆焊。

（7）堆焊注意事項。

（a）層間清理。在每一層堆焊完畢后，用砂輪將其表面打磨干凈，然后再進行下一層的堆焊，堆焊面不能有氣孔、夾渣、裂紋等缺陷。

（b）要求層間溫度不大于60℃。

（c）管板堆焊時，先將其中一塊管板堆焊一層，然后將管板翻轉過來，堆焊另外一塊管板，這樣兩塊管板輪換進行堆焊，可以減少焊接變形。

堆焊焊接工藝參數如表1所示。

表1 堆焊焊接工藝參數

4 堆焊后檢驗

基層材料的堆焊表面和加工后的堆焊表層應分別進行滲透檢驗，按JB/T 4730—2005檢驗，Ⅰ級合格。

5 結語

在Q345R基層上，以A042作為過渡層堆焊焊材、A022作為復層堆焊焊材，采用上述焊接工藝進行換熱器管板的堆焊，未發生堆焊層基體脫層和剝離現象。該換熱器至今已運行一年，未產生任何問題。實踐證明：采用合理的工藝參數包括焊接方向、焊接順序，能有效地減少堆焊產生的變形；該管板的堆焊焊接工藝正確可行。

[1] 中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊 [M].北京：機械工業出版社，2001.

[2] 陳祝年.焊接工程師手冊 [M].北京：機械工業出版社，2002.

Surfacing Welding Process of Q345R/0Cr18Ni12Mo2Ti Composite Panel

Xu WeiJiang Min Li Ming

Described the surfacing welding of stainless steel on the surface of carbon steel,and introduced the construction technology of this kind of tube sheets.During the process,the welding deformation could be controlled by controlling welding sequence,welding fixture as well as layer temperature.

Tube sheet;Surfacing welding;Deformation;Welding;Welding process

TG 455

*徐煒，男，1976年生，工程師。衢州市，324004。

2012-05-12)