Q345R+0Cr13復合板的焊接質量控制

摘 要：本文闡述了Q345R+0Cr13復合板的焊接材料選擇，焊接工藝參數，焊接順序及無損檢測要求，從下料到成品的質量控制要點。

關鍵詞：復合板；焊接；質量控制

我公司生產的一臺分餾器，其主體部分（筒體、封頭和人孔）Q345R+0Cr13，規格為10mm+3mm。Q345R與0Cr13鋼的化學成份、金相組織、力學性能、供貨狀態、使用條件、板厚及焊接方法對其焊接性均有不同程度的影響，因此能否尋找到更為穩定、高效的焊接方法及焊縫質量控制成為制造過程中的關鍵。

1 焊接方法的選擇

0Cr13屬于鐵素體不銹鋼。它具有良好的塑，韌性和冷成型性，而且優于含Cr量更高的其它鐵素體不銹鋼。具有良好的耐蝕性，機械加工性。當0Cr13鋼中含C量控制很低時，其塑性，特別是韌性，冷成型性還會顯著提高。

Q345R鋼是屈服強度為265-345MPa級的壓力容器專用板，它具有良好的綜合力學性能和工藝性能。磷、硫含量略低于低合金高強度鋼板Q345（16Mn）鋼，除抗拉強度、延伸率要求比Q345（16Mn）鋼有所提高外，還要求保證沖擊韌性。

綜合考慮強度、塑韌性、耐蝕性等多方面因素，使得最終結果滿足施焊要求（包括可行性和經濟性）。因此殼體縱、環縫，基層坡口內側采用焊條電弧焊，外側碳弧氣刨清根，采用埋弧自動焊蓋面；過渡層和復層采用焊條電弧焊。

2 焊接材料的選擇

Q345R鋼的焊接性較好，焊前不必預熱。0Cr13鋼屬于鐵素體不銹鋼，碳當量Ceq=0.717，由于碳當量較高，焊接時要考慮淬硬傾向和冷裂敏感性。計算得出，焊接0Cr13鋼的預熱溫度為621℃才能防止焊接冷裂紋。影響焊接性的另外一個重要因素是基板和復板化學成分的差異，Q345R鋼的含碳量高于0Cr13鋼三倍之多，在焊接過渡層時，有相當一部分碳與碳鋼、低合金鋼焊接采用A302，補充了焊接時合金元素因焊接燒損造成的不足；基層采用焊條牌號為J507，埋弧焊絲采用H10Mn2，焊劑采用HJ431；為了保證鋼板表面的使用性能，焊縫成分應接近母材成分，但從降低含碳量防止冷裂紋角度考慮，所以復層采用奧氏體焊條牌號為A002，使焊縫成為奧氏體。

不銹鋼管與殼體、補強圈角接接頭，碳鋼與不銹鋼鋼管間的角接接頭，焊條牌號為A302；殼體復層與不銹鋼鋼管間焊接，焊條牌號采用AO02；補強圈與殼體間焊條牌號為J506。

3 焊接規范

3.1 焊前裝配

裝配前，用機械方法打磨毛刺、金屬屑。先清理基層，再清理復層，打磨時應注意砂輪片的旋轉方向，防止基層金屬粉末飛濺到復層上，打磨過基層的砂輪片不得用于打磨復層，最后用丙酮擦洗坡口兩側 砌范圍內的油污、銹跡等。

裝配時應在基層側焊裝工裝夾具，不得在復層側施焊，去除臨時吊耳和夾具時應防止損傷基層金屬，對于尖銳傷痕、刻槽等缺陷應予以修磨，修磨斜度最大為1：3，修磨深度應不大于lmm，否則應予補焊。

3.2 定位焊

要求均在基層上進行：殼體上的允許采用雙面焊的焊接接頭在基層上進行焊接，定位焊縫和焊工持證資格符合產品焊接工藝規程和產品焊接指令卡的要求，定位焊縫長度50-80mm，焊縫表面不得有裂紋、氣孔和夾渣，否則鏟掉并移位重新施焊。

3.3 焊前預熱

用電加熱帶對需要焊接的部位預熱200℃～250℃，預熱面積為焊縫寬度沿寬100mm范圍內。

3.3 焊接順序

焊接時均先焊基層，基層檢驗合格后再焊過渡層和復層，詳見 圖1a、圖1b、圖1c。最終環縫先進行墊板和復層的焊接，封頭、簡體坡口根部兩側分別施焊，焊接線能量不宜過大，焊條規格采用 2.5mm，焊后進行險測。如有缺陷，剔除缺陷后再焊接過渡層，見圖1d。

焊接過渡層和復層時，在保證焊縫熔合良好地情況下盡量減少基層母材的熔入量，即降低熔合比，盡量采用小直徑焊條、小的線能和窄道施焊。過渡層和復層焊接時，道間溫度控制在150℃～200℃。基層焊縫焊后坡口內側熔敷金屬表面距離復層母材1.5～2.5mm為宜，過渡層焊完后熔敷金屬表面距離復層表面1.5～2.5mm為宜，過渡層焊縫同時熔合基層金屬和復層金屬且蓋滿基層焊縫和母材，過渡層厚度不小于2.5mm。復層焊縫表面應盡可能與母材表面平齊，對接焊縫余高不大于1.5mm。

3.4 焊接工藝參數（表1）

4 焊后熱處理

焊后立即進行熱處理，溫度為700℃～720℃，加熱保溫時間為1小時，隨爐冷卻至300℃空冷。

5 無損檢測

過渡層裂紋是主要的焊接缺陷，其原因為過渡層焊接時過大的線能量致使焊縫熔合比增大，位于基層、過渡層熔合線附近易形成硬而脆的馬氏體組織，降低了焊接接頭的塑韌性，伴隨著焊接熱應力的影響，而產生裂紋。所以在過渡層和復層焊完后分別進行一次參透檢測，Ⅰ級合格，焊后72小時再進行100%射線檢測，級合格。

6 結束語

通過對了Q345R+0Cr13復合板設計科學合理的焊接坡口型式，正確地選擇焊接材料、焊接工藝規范和熱處理參數，注重考慮了過渡層和復層的焊接特點，從而提高了焊接質量的保證。

參考文獻

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