不锈复合钢板对接焊条电弧焊

子任务三　不锈复合钢板对接焊条电弧焊

目标要求

1.熟知不锈复合钢的焊接顺序及不同层次的焊条选用原则。

2.掌握不锈复合钢各层焊接的操作要领。

3.了解不锈复合钢装配要求。

一、任务

任务单如图7.6所示。

图7.6

注：焊缝符号表示基层开Y形坡口，每边开30°坡口，间隙b，覆层清根后开U形坡口，宽度8mm。

二、任务准备

(1)焊机：ZX5—400型晶闸管整流弧焊机。

(2)焊件：1Cr18Ni9Ti、Q235不锈复合钢板，规格为300mm×100mm×14mm(其中覆层2 mm)，在基层侧用机械加工方法加工成30°坡口，然后将两块板组对一组焊件。

(3)焊条：基层选用E4303型焊条，直径为3.2mm和4.0mm；过渡层选用E309—16型焊条，直径为3.2mm；覆层选用E347—16型焊条，直径为3.2mm。

(4)装配及定位焊：应以覆层不锈钢为基准对齐，装配错边量≤0.5mm，根部间隙为0～0.5mm；采用直径为3.2mm的E4303型焊条，在基层Q235钢的坡口内定位焊，定位焊缝长度为15～20mm，定位焊之后要预制反变形量(约3°)，并将定位焊缝两端修磨成斜坡状，以利于接头。

三、任务相关知识

不锈复合钢板由覆层(不锈钢)和基层(碳钢、低合金钢)组成，见图7.7。覆层可以保证结构的耐蚀性，基层可保证其强度，通常覆层厚只有1.5～3.5mm，比单体不锈钢可节省60％～70％的不锈钢材料。

图7.7　不锈复合钢板

1—复层(不锈钢)；2—基层(碳钢、低合金钢)

不锈复合钢板由两层不同性质的钢板复合而成，故在焊接时有特殊性，既要满足较薄覆层的耐腐蚀性能的要求，又要使基层达到结构所要求的强度。对于基层要避免铬、镍等合金元素含量增高，否则在基层焊缝中会形成脆硬的马氏体组织，容易产生裂纹，影响焊缝强度；对于覆层要避免增碳，因覆层增碳会大大降低其耐腐蚀性。因此，不锈复合钢板的焊接要采用特殊的焊接工艺。焊接顺序为先焊基层焊缝，再焊基层与覆层交界处的过渡层焊缝，最后焊接覆层焊缝。焊条的选用要遵循以下原则。

①过渡层位于覆层与基层交界处，为减少基层对覆层焊缝金属的稀释作用，补充焊接过程中合金元素的烧损，可采用含铬、镍量高的焊条，如E309—15型、E309—16型等，以减少碳素钢对不锈钢合金成分的稀释作用，补充合金元素的烧损。

②基层选用与基层材质相应的焊条，如E4303型或E5015型等。

③覆层选用与覆层材质相应的焊条，如E308—16型、E347—16型和E318—16型等。

四、任务实施

(1)确定焊接工艺参数，见表7.3。

表7.3　不锈复合钢板对接焊条电弧焊焊接工艺参数

(2)焊接基层(Q235钢)。基层的焊接分为三层，打底层用3.2mm的焊条，焊接电流不宜太大，以不熔透到覆层为原则，其余各层用φ4.0mm的焊条焊接。每层焊道焊完后要待其冷却至60°再焊接下一层焊道，以控制层间温度，并保证各层焊道无焊接缺陷，盖面焊表面平整光滑。

(3)过渡层焊前清根。将焊件翻过来，采用砂轮对不锈钢的覆层面进行清根，要求将根部磨削成U形坡口，并磨至基层打底层，坡口宽度应为8mm左右。

(4)焊接过渡层。选用E309—16型焊条进行单层单道焊。为减小熔合比，宜用小电流、快焊速，焊条不允许作横向摆动，使得过渡层焊道能熔化覆层不锈钢板一定厚度，以起到隔离层的作用，但要保证过渡层低于覆层表面1mm左右。

(5)焊接覆层(1Cr18Ni9Ti钢)。与过渡层的焊接一样仍为单层单道焊，采用E347—16型焊条，小电流、快焊速，不作横向摆动，焊后可采取强制水冷措施，以保证覆层的耐腐蚀性。

(6)焊后清理。焊后应仔细清理焊件表面的飞溅物并检查焊缝质量。

五、任务分配

焊机：ZX5—400晶闸管整流弧焊机。

焊件：1Cr18Ni9Ti+Q235不锈复合钢板。

焊条：基层选用E4303型焊条，过渡层选用E309—16焊条，覆层选用E347—16焊条，直径为3.2mm和4.0mm。按图7.6要求练习。

单件工时：60min。

六、任务检测与评价

七、任务总结(任务质量分析)

装配焊件时要求以覆层为基准对齐，尤其不同厚度组对时，更应注意这一点。如果覆层面错边大，则会影响覆层面的焊接质量，所以错边最好不要超过1mm。定位焊一定要焊在基层上，一般定位焊缝的长度应控制在10～30mm。

八、复习思考题

(1)不锈复合钢板的焊接顺序是什么样的?

(2)如何选择基层、覆层和过渡层所用的焊条?

(3)叙述不锈复合钢板的焊接操作过程。

(4)不锈复合钢板的焊接应注意哪些问题?