
在复合板结构中,不锈钢为覆层,碳钢为基层,两者在力学性能与使用功能上存在本质差异。因此,在评定焊接工艺的适用性时,需分别对覆层厚度和基层厚度进行评定。举例:若试件为3 mm不锈钢覆层+20 mm碳钢基层,根据相关规定,不锈钢覆层的适用范围为2.25–4.5 mm,碳钢基层的适用范围为10–40 mm。
在多层结构中,焊缝可能包含若干功能层,特别是在先焊基层后焊覆层的情形,基层焊缝不仅包括碳钢焊材,还可能需要过渡层焊材来实现覆层的连接。
以设备筒体采用304/20Mn复合板为例,焊接顺序可为:前两道使用ER50-6焊接基层;第三道使用ERNiCrMo-3作为过渡层焊材,以缓解碳钢与不锈钢之间的冶金不兼容;后续道次则使用316L不锈钢焊材完成表面焊接。此时,基层焊缝金属厚度应包括碳钢层与过渡层的总厚度。原因在于尽管过渡层不是碳钢,但其承载与结构有机整合,与基层焊缝共同承担受力。
若设计明确“不锈钢覆层仅用于防腐蚀,不参与承压强度计算”,评定路径可以更灵活EBET易博。仅以基层母材来制备试件时不需要使用复合板材料,从而降低成本。在“先焊基层后焊覆层”的路径下,应对堆焊金属的化学成分进行分析,确保Cr、Ni、Mo等元素达到要求;进行宏观与显微金相检查,确保界面冶金结合良好、无夹渣或未熔合等缺陷;必要时开展耐蚀性评估(如腐蚀试验或铜离子点试等)以及金属间结合强度测试,防止脱层或裂纹隐患;同时对焊层厚度与均匀性进行检查,确保施工一致性。如使用了过渡层焊材,也应计入基层焊缝厚度的计算。堆焊操作需符合耐蚀堆焊的相关要求,包括成分分析与界面结合质量等。若规程仅就覆层耐蚀性提出要求,可按覆层先焊后焊的常规焊接流程进行评定。
对于某换热器壳体使用爆炸焊接的复合板,若设计说明规定“不计入强度计算”的覆层,则焊接评定可以将基层母材定为普通Q345R;对堆焊部分按照耐蚀堆焊的相关要求进行评定;整体评定仅关注基体焊缝强度,无需对覆层承载能力进行拉伸评定。
这种做法既符合标准规定,又能使焊接接头的评定具备工程代表性。评定时应坚持分层核算的原则:不锈钢与碳钢的厚度各自独立评定,以确保覆层的耐蚀性与承压能力各自可靠;多道焊层的厚度应合并计算,包括基层焊材与过渡焊材;若覆层不计强度,可简化为基层评定流程,从而节省试件并降低分析复杂度。过渡层焊材的使用有助于缓解金属间物理差异,降低热裂、碳迁移和腐蚀敏感性。
对施工与评定单位的建议如下:
- 在评定前明确设备设计中覆层是否参与承压计算;
- 明确焊接顺序后再选择相应的评定路径;
- 在多层焊结构中,合理使用过渡层焊材,以提升接口可靠性并降低质量风险。
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