西安不鏽鋼板缺陷的堆焊修複工藝
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詳情參考在不鏽鋼複合板生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)複層側(cè)缺陷，采用堆焊法修複缺陷經(jīng)濟(jì)便利，但這種方法屬於異種金屬焊接，質(zhì)量控製有一定的難度。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)不鏽鋼/鋼複合板是用於製造煉油、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)板材的質(zhì)量要求很高。這就要求堆焊區(qū)也應(yīng)滿足複合板母材的力學(xué)性能及不鏽鋼複層特有的耐腐蝕性能等要求。因此，對(duì)堆焊修複工藝必須首行工藝評(píng)定。冇有經(jīng)過工藝評(píng)定的焊接工藝，堆焊的區(qū)域再小，也存在事故隱患。我們參照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JB 4708-92，經(jīng)過多年生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)出了用於修複不鏽鋼/鋼複合板複層側(cè)缺陷的工藝評(píng)定方法，現(xiàn)介紹如下：

 

1　擬定工藝評(píng)定文件

 

　　擬定工藝評(píng)定文件，包括焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書，規(guī)定試件、試樣的檢驗(yàn)類彆及合格指標(biāo)幾個(gè)方麵。

　　(1)擬定焊接工藝評(píng)定指導(dǎo)書。首先應(yīng)根據(jù)相關(guān)的焊接技術(shù)資料、有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程選出焊接材料，確定其類型、牌號(hào)、焊材直徑。焊接材料包括基層焊接材料、過渡層焊接材料及複層焊接材料。

　　(2)選擇焊接方法，確定焊接設(shè)備、焊接工藝參數(shù)。焊接工藝內(nèi)容通常包括：是否有預(yù)熱要求，焊接電源種類、極性，焊接電流、電壓的選擇範(fàn)圍，是否有其他技術(shù)及措施要求，是否需要特彆保護(hù)，是否控製層(或道)間溫度，是否有緩冷要求等。

　　(3)確定焊後熱處理、表麵處理工藝。包括選用合理的熱處理工藝，消除焊接應(yīng)力，改善力學(xué)性能，改善複層堆焊區(qū)的組織狀態(tài)，提高抗腐蝕能力，通過表麵處理，使複層堆焊區(qū)表麵光潔平滑，與母材平齊。

　　(4)確定試件的無損檢驗(yàn)項(xiàng)目。主要有表麵著色滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)和X射線透照檢測(cè)。

　　(5)根據(jù)複合板母材的性能要求及使用環(huán)境，確定試樣的性能檢驗(yàn)項(xiàng)目、試樣數(shù)量、合格指標(biāo)。其檢驗(yàn)項(xiàng)目通常包括：堆焊區(qū)的拉伸強(qiáng)度，彎曲性能，複合界麵的剪切強(qiáng)度，受堆焊熱循環(huán)影響的基層材料衝擊韌性，複層材料的耐腐蝕試驗(yàn)等。

 

2　試件製備準(zhǔn)則

 

2.1　試件尺寸

　　要合理選擇試件尺寸，充分考慮試件的代表性和經(jīng)濟(jì)性。試件太小，不能反映出實(shí)際生產(chǎn)的焊接過程，不具有代表性；試件太大，則不經(jīng)濟(jì)。試件的單件尺寸通常應(yīng)大於300 mm×300 mm。

　　確定試件的厚度時(shí)，應(yīng)考慮複合板的實(shí)際厚度，包括基層材料的厚度和複層材料的厚度。試件基層厚度T≥25 mm時(shí)，適用的複合板基層厚度δ應(yīng)大於25 mm；當(dāng)試件基層厚度T＜25 mm時(shí)，適用的複合板基層厚度δ應(yīng)滿足：25 mm≥δ≥T。試件複層厚度(t)在2～6 mm之間時(shí)，適用的複合板複層厚度H應(yīng)滿足：6 mm≥H≥t。當(dāng)焊件複層的厚度小於2 mm時(shí)，為保證耐腐蝕性能，堆焊過渡層與蓋麵層焊道的厚度必須嚴(yán)格控製，此時(shí)，操作難度加大，試件與複合板的複層厚度應(yīng)保持一致。當(dāng)複合板複層厚度H大於6 mm時(shí)，試件複層厚度t應(yīng)大於6 mm。

 

2.2　坡口形式

　　試件的坡口形式通常如圖1所示。複合板未複合區(qū)的形狀實(shí)際上並不規(guī)則。工藝評(píng)定試件的坡口製作應(yīng)既能反映出實(shí)際生產(chǎn)的熱循環(huán)特點(diǎn)，又要便於製取試樣，坡口的寬度應(yīng)大於或等於25　mm。

 

3　堆焊變形的控製

 

　　由於在實(shí)際焊件上堆焊的拘束度大於對(duì)接焊的，在同樣的條件下，堆焊區(qū)更容易出現(xiàn)裂紋缺陷。為更好地模擬實(shí)際堆焊情況，應(yīng)將厚度小於30 mm的試件剛性固定在厚鋼板上，以減小試件焊接變形，增大拘束度.

 

4　堆焊

 

　　按工藝指導(dǎo)書的要求進(jìn)行堆焊。應(yīng)控製好過渡層的位置和厚度。道間溫度有控製要求時(shí)，要嚴(yán)格控製。焊後要依照焊件的實(shí)際生產(chǎn)過程，修磨堆焊區(qū)，使其光潔平滑並與母材表麵平齊。

 

5　焊後熱處理

 

　　某些情況下，需經(jīng)過熱處理才能使堆焊區(qū)符合複合板的各項(xiàng)性能要求。焊後熱處理應(yīng)根據(jù)工藝評(píng)定指導(dǎo)文件的規(guī)定進(jìn)行。焊後熱處理通常在無損檢測(cè)後進(jìn)行，有時(shí)與無損檢測(cè)交替進(jìn)行。

 

6　堆焊區(qū)的無損檢測(cè)

 

　　可根據(jù)複合板產(chǎn)品要求，按JB4730-94《壓力容器無損檢測(cè)》的規(guī)定對(duì)堆焊區(qū)進(jìn)行無損檢測(cè)，包括表麵著色滲透檢測(cè)、超聲檢測(cè)和X射線透照檢測(cè)。

　　(1)表麵著色滲透檢測(cè)。通常應(yīng)對(duì)堆焊區(qū)表麵進(jìn)行100%著色滲透檢測(cè)，堆焊區(qū)不得有裂紋、未熔合等缺陷。允許對(duì)單個(gè)氣孔進(jìn)行修補(bǔ)並重新著色探傷，但同一位置*多允許修補(bǔ)2次，否則應(yīng)考慮選擇的焊接方法或焊接材料是否合適。

　　(2)超聲檢測(cè)。應(yīng)對(duì)堆焊區(qū)進(jìn)行100%超聲檢測(cè)，主要檢查過渡層、蓋麵層的熔合情況是否完好，有無未熔合、剝離裂紋、夾渣等缺陷。焊縫質(zhì)量通常應(yīng)達(dá)到**焊縫的要求。

　　(3)X射線透照檢測(cè)。必要時(shí)，應(yīng)對(duì)堆焊區(qū)進(jìn)行X射線透照檢測(cè)，焊縫射線照相的質(zhì)量應(yīng)不低於AB級(jí)，焊縫質(zhì)量應(yīng)不低於Ⅱ級(jí)。

 

7　堆焊區(qū)的力學(xué)性能試驗(yàn)

 

　　參照J(rèn)B4708-92的規(guī)定從試件上截取力學(xué)性能試樣。允許對(duì)試樣進(jìn)行冷校平，試樣的類彆和數(shù)量為：拉伸試樣、外彎試樣、內(nèi)彎試樣、側(cè)彎試樣、剪切試樣各2個(gè)，受堆焊熱循環(huán)影響的基層材料衝擊試樣6個(gè)。

 

7.1　拉伸試驗(yàn)

　　截取、製作帶肩板形拉伸試樣，按GB 228-87測(cè)定拉伸強(qiáng)度。厚度較大(大於30 mm)的試樣，可采用基層、複層同時(shí)減薄的方式將試樣厚度減至30 mm，但不改變基、複層的厚度比。合格指標(biāo)為：試件拉伸強(qiáng)度應(yīng)不小於GB 8165-87標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的複合板拉伸強(qiáng)度下限值。

 

7.2　彎曲試驗(yàn)

　　彎曲試驗(yàn)分為內(nèi)彎曲試驗(yàn)、外彎曲試驗(yàn)和側(cè)彎曲試驗(yàn)。外彎曲試驗(yàn)時(shí)，複層受拉，基層受壓。此試驗(yàn)?zāi)茌^嚴(yán)格地考察複層蓋麵焊道的塑性、致密性。內(nèi)彎曲試驗(yàn)時(shí)，複層受壓，基層受拉。內(nèi)、外彎曲試樣尺寸、彎曲試驗(yàn)條件及結(jié)果應(yīng)符合GB 8165-87的規(guī)定。當(dāng)試件厚度a＞25mm、複層厚度H≤6mm時(shí)，從基層側(cè)去除母材至試樣厚度為25 mm。當(dāng)試件複層厚度H＞6mm時(shí)，可采用基層、複層同時(shí)減薄的方式將試樣厚度減至30 mm。

　　側(cè)彎曲試驗(yàn)是對(duì)過渡層界麵、蓋麵層界麵塑性、致密性進(jìn)行綜合檢驗(yàn)。側(cè)彎試樣尺寸如圖3，當(dāng)試件厚度小於38 mm時(shí)，采用全厚度側(cè)彎試件，試樣寬度等於試件厚度；當(dāng)試件厚度大於38 mm，複層厚度小於8 mm時(shí)，試樣從基層側(cè)減薄至20 mm厚；複層大於8 mm時(shí)，先將複層厚度減薄至8 mm，再?gòu)幕鶎觽?cè)減薄，使試樣厚度為20 mm。側(cè)彎曲試驗(yàn)按GB232-88進(jìn)行。合格指標(biāo)為：試件在彎曲部分的外側(cè)不得產(chǎn)生裂紋，複合界麵不允許分層。
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