[发明专利]一种不锈钢复合板的组坯焊接方法

摘要

本发明提供一种不锈钢复合板的组坯焊接方法，对于100～500mm厚、接头组对间隙≤3mm和错边≤5mm的不锈钢复合板坯的组坯焊接，基层材料采用低碳钢或低合金钢的连铸坯或同质钢板，复层材料为奥氏体或铁素体不锈钢板。连续焊接前增加固定焊接并采用“先短边后长边”和“先两边后中间”次序，抑制连续焊接导致的焊接变形；同质连续焊接时采用偏扫技术，克服大组对间隙和错边问题；异质连续焊接时增加横向偏移量，并优化收弧位置，降低焊缝的裂纹敏感性。通过对焊接位置、次序和参数的优化设计和调节，可以有效的针对具有5mm以内的错边和3mm以内的组对间隙的坯料进行组坯焊接，并降低焊缝的裂纹敏感性，避免弧坑裂纹对产生接头的不利影响。

主权项

1.一种不锈钢复合板的组坯焊接方法，其特征在于，对于厚度规格为100～500mm、接头组对间隙≤3mm和错边≤5mm的不锈钢复合板坯的组坯焊接，基层材料采用低碳钢或低合金钢的连铸坯或同质钢板，复层材料为奥氏体或铁素体不锈钢板，其具体组坯焊接方法为：组坯形式为低碳钢或低合金钢、不锈钢板、低碳钢或低合金钢，从上至下依次叠放的对称组坯形式，依次以板a、板b、板c、板d表示，板b与板c之间涂覆厚度0.6～2mm的隔离剂；为实现真空条件下的封边焊接，在真空度≤10^‑1Pa时分别对板a与板b、板b与板c、板c与板d三组接头、每组接头各四条焊缝进行焊接；焊接前，对焊接接头两侧30mm范围内进行修磨处理，去除表面氧化层，并用酒精去除油脂；清理后送入真空室抽真空，当真空室真空度小于10^‑1Pa时，采用“先两端后中间”的方式进行固定焊接，具体焊接步骤为：(1)首先，对板a和板b进行固定焊接：将母坯长边均匀划分为M+1等分，M为施焊位置数，一条边各点以A1、A2……AM表示，另一条边各点以B1、B2……BM表示；(2)依次对A1、AM位置进行固定焊接；(3)再依次对A2至A(M‑1)位置进行固定焊接；(4)然后依次对B1、BM位置进行固定焊接；(5)最后依次对B2至B(M‑1)位置进行固定焊接；(6)把母坯短边均匀划分为N+1等分，N为施焊位置数，2≤N≤10，一条边各点以C1、C2……CN表示，另一条边各点以D1、D2……DN表示；(7)依次对C1、CN位置进行固定焊接；(8)再依次对C2至C(N‑1)位置进行固定焊接；(9)然后依次对D1、DN位置进行固定焊接；(10)最后依次对D2至D(N‑1)位置进行固定焊接；上述步骤(2)～(5)以及(7)～(10)的焊接长度均为5～200mm；(11)其次，对板b和板c进行固定焊接，焊接工艺与对板a和板b间的固定焊接工艺相同；(12)最后，对板c和板d进行固定焊接，焊接工艺与对板a和板b间的固定焊接工艺相同；针对一组焊接接头的四条焊缝，采取先对一条长边进行固定焊接，然后对其对边进行固定焊接，最后进行两侧边的固定焊接的焊接顺序，以降低由于固定焊接引起板坯的翘曲和变形；在对一条边进行固定焊接的过程中，采用“先两端后中间”的焊接方法，对焊接接头两端点进行拘束固定，避免短距离固定焊接而引起临边产生错边缺陷累积形成的错边形变；固定焊接完成后，为了保证板坯结合面间为真空环境，采用“先短边后长边”的方式进行连续封边焊接，具体步骤如下：(1)首先，对板b和板c进行连续焊接，焊接电压60kV，焊接电流200～400mA，焊接速度400～500mm/min，焊接离焦量‑5～0mm，焊接偏扫幅值0～5mm，扫描频率200Hz；(2)将母坯两条长边分别定义为AB和CD边，A、B、C、D顺时针构成母坯四角定点，则母坯两条短边为BC和DA边；(3)以B为起始点，由B点至C点进行连续焊接；(4)以D为起始点，由D点至A点进行连续焊接；(5)以A为起始点，由A点至B点进行连续焊接；(6)以C为起始点，由C点至D点进行连续焊接；(7)其次，对板a和板b进行连续焊接，焊接电压60kV，焊接电流300～500mA，焊接速度350～450mm/min、焊接离焦量‑5～0mm，焊接偏扫幅值0～2mm，扫描频率200Hz，焊接焦点向板a偏移量为0～2mm；焊接完成后不立刻断开电子束，而是在基材50～100mm长度内进行递减降低至零束流；(8)对板a和板b进行连续焊接的顺序与板b和板c进行连续焊接的顺序相同；(9)最后，对板c和板d进行连续焊接，焊接电压60kV，焊接电流300～500mA，焊接速度350～450mm/min，焊接离焦量‑5～0mm，焊接偏扫幅值0～2mm，扫描频率200Hz，焊接焦点向板d偏移量为0～2mm；焊接完成后不立刻断开电子束，而是在基材50～100mm长度内进行递减降低至零束流；(10)对板c和板d进行连续焊接的顺序与板b和板c进行连续焊接的顺序相同。