不銹鋼/碳鋼層狀金屬材料焊接技術要點

李學成

隨著我國科學技術不斷發展，工業上的施工技術要求也隨之提高，提高工業上的施工技術已經迫在眉睫，本文將針對目前我國不銹鋼和碳鋼等層狀金屬材料在焊接時的注意事項并提出建議，各工廠焊接技術人員應重視這些技術要點，提高我國不銹鋼/碳鋼層狀金屬材料焊接工藝的質量。

近些年來，我國工廠對金屬材料的加工要求越來越高，施工技術也得到相應提高，但對金屬焊接時既要求力學性能具有足夠強的強度和剛度，又要求其化學方面具有耐熱性、耐腐蝕性等。新型復合型金屬板：即使用不銹鋼/碳鋼應用焊接技術制成復合型金屬板，和以往傳統的純不銹鋼板相比，制作所需成本更低，節省貴重的金屬資源，因此復合型金屬板在造船業、造車業筑相關的各個行業都得到廣泛使用。但是由于復合型金屬板是由幾種不同金屬通過焊接工藝制成，焊接技術尤為重要，各大工廠在焊接時應當重視起來。

1 不銹鋼/碳鋼焊接工藝的現狀

復合型金屬板大多數是使用不銹鋼或者碳鋼為主要材料進行焊接制成的，而不銹鋼和碳鋼在物理方面的性能有著較大的區別，如下表I所示，不難看出不銹鋼與碳鋼之間現行膨脹系數和導熱率系數等存在較大的差異。雖然不銹鋼和碳鋼都是極為優秀的焊接材料，但是在焊接過程中，在焊接頭接頭處仍然存在應力作用，其主要原因是焊接過程中，碳化物溶解時在焊接接頭處會產生熱裂紋因此在焊接過程中應當主要注意三大重點：基層焊接產生裂紋，復層焊接的增碳現象，過渡層焊接時的工藝。

2 層狀金屬焊接技術上的技術要點

2.1 焊接方法合理選擇

為了針對復合型金屬板復層和過渡層在焊接時會由于冷熱不均勻產生裂紋，腐蝕性下降和淬硬傾向等現象的發生，且焊接時均采用手工電弧焊具有局限性，在對基層進行焊接時應選擇埋弧焊進行焊接，在對復層及過渡層進行焊接時，應當選擇藥芯焊絲熔化極氣體保護焊，這樣能夠有效滿足焊接工藝上的要求，提高焊接的整體質量。

2.2 焊接后的處理工藝

在焊接施工完畢之后仍需要對其進行其他處理工藝，否則會在焊接接頭處產生裂紋、耐腐蝕性下降，含有過高的氫含量等一系列問題。因此，為了解決焊接后由于降溫產生的冷裂紋問題，應當在焊接前后分別進行預熱和焊接后的熱處理，保證焊接部分溫度變化速度緩慢，因此在整個焊接前后過程中，控制溫度顯得尤為重要。在焊接前進行預熱，能夠有效降低淬硬性；在焊接時也需要控制各層間的溫度，注意控制在適宜焊接溫度范圍之中；在焊接完畢之后，還需要進行后熱處理，可以有效降低其氫元素的含量，同時還能減少殘余的應力，提高焊接結構的整體質量；另外使用拋丸的工藝方式處理焊接縫處復層表面能夠有更加優秀的效果。

2.3 注重過渡層的焊接要點

在不銹鋼或碳鋼復合型金屬板焊接過程中，過渡層的焊接工藝難度最高，因為只有通過提高過渡層的厚度，漸緩基層及復層擴散的速度?？梢酝ㄟ^以下辦法提升過渡層的厚度：在焊接過渡層時使用小電流快速焊對過渡層和復層進行小的焊接線能量輸入的焊接；使用階梯V形的坡口進行焊接，都能有效降低過渡層的厚度，保證整體工藝的質量。

2.4 提高復合板的耐腐蝕性

為了保證不銹鋼/碳鋼新型復合板具有耐腐蝕性的能力，就應當注意其焊接縫處的耐腐蝕性，在焊接縫區域附近添加合金元素能夠有效提升耐腐蝕的性能，但是一定要注意控制合金元素分布均勻，控制好稀釋率。這樣才能有效提升焊接縫區域的耐腐蝕性，從而提高新型復合板整體的耐腐蝕性。

因此，在對不銹鋼/碳鋼層狀金屬材料實施焊接工藝的過程中，應當使用CO2體保護焊、焊條電弧焊、埋弧焊和氬弧焊等焊接方式對金屬板的基層進行焊接；遵守等強原則選擇焊接材料對基層材料進行焊接；按照成分選擇焊接材料對復層材料進行焊接；應當多選取鎳、鉻含量多的焊接材料進行過渡層的焊接。且在焊接過程前使用預熱和焊接后的熱處理等方式提高焊接質量，避免引起裂紋，降低其中氫元素的含量，減少殘余應力，具有較高的耐腐蝕性能等。而且一定要注意過渡層的焊接，這是整個焊接過程中最重要的一個環節。

綜上所述，本文對我國目前工業上不銹鋼/碳鋼層狀金屬焊接工藝時的技術要點進行分析，并提出改進方案，提高我國焊接工業層狀金屬材料焊接工藝的質量。

（作者單位：陜西國防工業職業技術學院）