不锈复合钢焊接试样的制备与检验

1 材料简介

不锈复合钢常采用碳钢或合金钢做基层, 不锈钢做复合层, 两层中间为爆炸焊结合成形[1]。基层中合金元素Mo、Cr、V、Si等含量较少, 复合层中Cr、Ni等合金元素含量较大, 故其结构不同于一般合金钢。不锈复合钢既有基层钢材的强度又有复合层不锈钢的耐腐蚀性能, 常用于特殊设备的制造材料。

不锈复合钢焊接前将进行焊接工艺评定试验[2], 根据不锈复合钢焊接特点, 试样的制备与检验应区别于常规取样方式。

2 焊接试样制备与检验

2.1 焊接试板坡口形式

焊接试板选用3mm厚不锈钢做复合层, 22mm厚低合金钢做基层, 中间结合面为爆炸焊成形的不锈复合钢。焊接试板用等离子切割下料, 切割完成后进行坡口机械加工。为保证复合层的焊接结和强度和耐蚀性能, 基层与复合层分别采用不同的加工尺寸, 见图1。

2.2 基层焊接

焊接试板规格为500×300×25mm, 焊接前先用氧乙炔火焰对试板坡口进行200℃预热, 采用多层焊, 基层焊接后不得有缺陷, 如图2。

2.3 复合层焊接

复合层的堆焊常选用奥氏体焊条, 其熔敷金属具有良好的高温耐蚀性, 堆焊层应高出复合层表面1mm～2mm, 焊接时采用多层多道焊, 焊接前对试板坡口进行200℃预热, 复合层焊接后试板最终完成, 如图3。

2.4 试样制备与检验

2.4.1 拉伸试样的制备与检验

在图3焊接试板上去除焊缝余高, 经机械加工后的拉伸试样应是包含基层和复合层的金属焊缝试样。试样经万能试验机拉断, 测得强度值要符合技术条件规定, 并且断裂部位有效, 如图4所示。

2.4.2 弯曲试样的制备与检验

在去除焊缝余高的试板上制备弯曲试样, 规格为220×25×10mm。在万能试验机上采用180°弯曲, 弯曲后外表面上所有焊缝应无裂纹缺陷, 见图5。

2.4.3 冲击试样的制备与检验

由于复合层冲击韧性好, 冲击试样的取样应剥离掉复合层, 只从基层焊缝一侧取, 加工后的冲击缺口应位于图6所示位置, 试样冲断后冲击功应符合技术条件要求。

3 应注意的事项

针对不同的检验项目要求制备不同的试样, 拉伸试样和弯曲试样应采用包含复合层与基层的全焊缝金属试样, 冲击试样则只提取基层一侧的焊缝试样。如果增加其他检验项目, 试样的制备仍需分清基层与复合层的不同。

所有检测数据应与技术要求加以对照, 具体检验方法根据国家标准进行。

摘要：不锈复合钢焊接试样的制备与检验具有其独特性, 试样方向、顺序和形式区别于常用钢材。本文结合焊接条件对焊接试样的制备和检验提出了要求, 此方法也为其他类型复合钢的试样制备提供了依据。

关键词：不锈复合钢,焊接试样,制备,检验

参考文献

[1] 史长根.压力容器用爆炸焊接复合板界面剪切强度标准研究[J].压力容器, 2007 (02) .

[2] JB4708-2000, 钢制压力容器焊接工艺评定[S].