摘 要：本文通過(guò)不銹鋼復(fù)合鋼板在電站機(jī)組鋼煤斗椎體的制作焊接過(guò)程中極易產(chǎn)生裂紋，影響整體施工質(zhì)量及使用的安全性這一問(wèn)題，通過(guò)工程實(shí)際，對(duì)不銹鋼復(fù)合鋼板焊接裂紋產(chǎn)生原因進(jìn)行了分析研究，制定相應(yīng)防治措施降低或消除裂紋。

關(guān)鍵詞：不銹鋼復(fù)合鋼板；焊接裂紋；工藝措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.15.014

1 引言

近年來(lái)，隨著不銹鋼復(fù)合鋼板制造工藝的日臻完善，憑借其良好的復(fù)合性能，在電站施工中應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。但由于碳鋼與不銹鋼在物理性能方面和化學(xué)成分及組織，包括焊接性能方面存在差異較大，在焊接過(guò)程中極易產(chǎn)生裂紋，影響整體施工質(zhì)量及使用安全性。

某1000MW燃煤機(jī)組鋼煤斗錐體就是采用不銹鋼復(fù)合鋼板，其材質(zhì)為Q345B+ 0Cr18Ni9，在制作焊接過(guò)程中經(jīng)探傷發(fā)現(xiàn)焊縫存在較多裂紋，本文就不銹鋼復(fù)合鋼板焊接裂紋防治措施進(jìn)行研究。

2 現(xiàn)狀調(diào)查

不銹鋼復(fù)合鋼板在焊接時(shí)，存在不銹鋼復(fù)層合金元素稀釋、增碳現(xiàn)象，碳鋼基層硬化和脆化等問(wèn)題，在焊接應(yīng)力及其他因素的共同作用下產(chǎn)生裂紋，同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)工期較緊，焊接作業(yè)人員不夠重視，質(zhì)量意識(shí)淡薄，工藝措施不到位，極易產(chǎn)生焊接裂紋，是危險(xiǎn)性極大的常見(jiàn)焊接缺陷之一。

3 原因分析

（1）復(fù)層合金元素稀釋及馬氏體組織產(chǎn)生。因?yàn)閺?fù)合層中的Cr、Ni元素部分被焊接燒損加之基層焊縫造成的稀釋作用，至使焊接接頭中Cr、Ni兩種元素的含量降低，同時(shí)在復(fù)合層中焊接接頭的含碳量增加，容易造成馬氏體組織的產(chǎn)生，從而使得焊接接頭塑性、韌性發(fā)生降低，耐腐蝕性能受到影響。同時(shí)，馬氏體組織的存在容易使焊接或者設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生裂紋，造成焊接接頭的過(guò)早失效。（2）基層發(fā)生組織脆化。在基層的焊接過(guò)程中容易使不銹鋼復(fù)層發(fā)生熔化，造成合金元素的摻入，致使碳鋼基層的焊縫金屬硬化、脆化現(xiàn)象加劇，甚至于在過(guò)渡層產(chǎn)生的硬化帶厚度達(dá)到了2.5mm，由于硬化帶對(duì)冷裂紋極為敏感，容易使其產(chǎn)生焊接裂紋。（3） 發(fā)生應(yīng)力集中。因?yàn)椴讳P鋼復(fù)層存在熱導(dǎo)率較低（僅為基層的1/2），線膨脹系數(shù)較大（達(dá)到基層的1.3倍）因素，導(dǎo)致在施工中焊接過(guò)渡層時(shí)容易產(chǎn)生較大的焊接變形和應(yīng)力集中，造成了焊接裂紋的發(fā)生。（4）工藝措施選用不當(dāng)。在施工中若是焊接工藝措施執(zhí)行不當(dāng)，加之焊接環(huán)境、焊接接頭中雜質(zhì)的含量較高，裝配間隙較大，存在強(qiáng)力對(duì)口等因素，也會(huì)導(dǎo)致焊接裂紋產(chǎn)生。

4 防治措施

通過(guò)以上原因總結(jié)分析，并查閱相關(guān)技術(shù)規(guī)程規(guī)范、文獻(xiàn)，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際，對(duì)不銹鋼復(fù)合鋼板焊接采取以下防治裂紋產(chǎn)生的措施：

（1）對(duì)于不銹鋼復(fù)合鋼板采用機(jī)械加工的方法進(jìn)行切割、坡口加工等，其切割面應(yīng)光滑無(wú)毛刺等；若是采用剪床進(jìn)行切割，其復(fù)層那面應(yīng)朝上放置。若采用等離子進(jìn)行切割時(shí)，要求復(fù)層朝上，且做好防護(hù)措施，防止切割產(chǎn)生的熔渣落在下面的復(fù)層上。對(duì)于不銹鋼復(fù)層的打磨清理，必須要使用不銹鋼專用工器具。

（2）在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)的裝配時(shí)，以復(fù)層為基準(zhǔn)，錯(cuò)邊量應(yīng)小于復(fù)層厚度的1/2，且≦2mm，當(dāng)所用的復(fù)層厚度不同，應(yīng)當(dāng)按較小的復(fù)層厚度，進(jìn)行錯(cuò)邊量的選取。

（3）焊接時(shí)的定位焊需要焊在基層母材上，焊接材料應(yīng)采用與基層金屬相同或相近的材料，定位焊縫不得熔合不銹鋼復(fù)層，焊縫表面不得有裂紋、氣孔和夾渣。

（4）焊接宜先焊接基層，再焊接過(guò)渡層，最后焊接復(fù)層。

（5）基層焊道焊接時(shí)，焊道根部或表面距離復(fù)合面達(dá)到1mm～2mm，嚴(yán)禁碰觸或者熔化復(fù)材金屬，對(duì)于焊縫余高需符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定內(nèi)容。

（6）基層焊接完成后，進(jìn)行背面清根：先采用碳弧氣刨進(jìn)行底層清理，然后采用機(jī)械打磨方式去除滲碳層，修磨出覆層坡口。

（7）對(duì)于過(guò)渡層的焊接，在保證熔合良好的前提下，做到盡量降低基材金屬的熔入量，以便降低熔合比。因此，需要采用較細(xì)的焊條或焊絲，焊接線的選取也要小，而過(guò)渡層的增加厚度≧2mm。焊條不作擺動(dòng)或小幅擺動(dòng)快速焊接。過(guò)渡層和覆層焊接時(shí)，層間溫度控制在150℃以下。降低焊縫熔合比，控制層間溫度是防止產(chǎn)生裂紋的有效措施。

（8）復(fù)層的焊接時(shí)，必須要保護(hù)好復(fù)層表面，特別是要防止焊接飛濺物等對(duì)復(fù)層表面的損傷，做到不在復(fù)層的表面引燃電弧、焊接卡塊、吊耳及臨時(shí)支撐等。復(fù)層焊縫的表面應(yīng)盡量做到與復(fù)層表面保持平整和光順，不得存在錯(cuò)邊。對(duì)于不符合要求的焊縫，可先進(jìn)行補(bǔ)焊，然后再用角向打磨機(jī)進(jìn)行修磨，使其平整。

（9）覆層的焊接時(shí)，為減少焊接熱影響區(qū)，降低合金的稀釋率，應(yīng)當(dāng)采用直流反接、小的焊接電流、多層多道焊，不橫向擺動(dòng)焊條。

具體工藝如下表所示：

（10）加大現(xiàn)場(chǎng)巡查監(jiān)管力度，嚴(yán)格控制焊接施工過(guò)程，從坡口的打磨組對(duì)、焊接工藝參數(shù)執(zhí)行、層間溫度的控制、焊后檢查等一系列環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格要求和控制，焊后對(duì)焊口及時(shí)進(jìn)行外觀檢查和及時(shí)探傷。

5 研究總結(jié)

（1）施工前進(jìn)行交底，重點(diǎn)加強(qiáng)工藝的執(zhí)行，交底詳細(xì)并記錄。（2）針對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)工藝執(zhí)行狀況，落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)考核制度，增強(qiáng)施工人員對(duì)工藝的執(zhí)行力。（3）加強(qiáng)施工人員的培訓(xùn)，豐富培訓(xùn)方法，提高趣味性，不斷提高質(zhì)量意識(shí)。（4）派專人檢查并落實(shí)現(xiàn)場(chǎng)工藝執(zhí)行情況，做到全面監(jiān)督。

6 結(jié)論

通過(guò)對(duì)不銹鋼復(fù)合鋼板焊接裂紋防治措施研究，優(yōu)化不銹鋼復(fù)合鋼板在施工現(xiàn)場(chǎng)焊接工藝及流程，有效控制了不銹鋼復(fù)合鋼板焊接裂紋的產(chǎn)生，確保其焊接質(zhì)量，延長(zhǎng)其產(chǎn)品的使用年限；同時(shí)為不銹鋼復(fù)合鋼板的焊接裂紋防治提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]黃東輝.不銹鋼復(fù)合鋼焊接裂分析與防止措施[J].特種設(shè)備安全技術(shù).

作者簡(jiǎn)介：李保（1989-），男，山東新泰人，本科，主要從事電力建設(shè)焊接熱技術(shù)管理工作。