(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201810690368.3
(22)申请日 2018.06.28
(71)申请人 中国二十二冶集团有限公司
地址 064000 河北省唐山市丰润区幸福道
16号
(72)发明人 李社增
(74)专利代理机构 唐山永和专利商标事务所
13103
代理人 张云和
(51)Int.Cl.
B23K 9/00(2006.01)
B23K 9/16(2006.01)
B23K 9/235(2006.01)
B23K 9/32(2006.01)
(54)发明名称以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法(57)摘要本发明涉及一种以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其步骤为：加工坡口；焊接分三阶段完成，先是基层的焊接，具体分为不锈钢侧基层焊接和碳钢侧基层焊接，采用多层多道焊的焊接方法焊接，其次是基层与复层结合处过渡层的焊接，最后是不锈钢复层的焊接，过渡层和复层的焊接均采用多道焊的焊接方法焊接。根据焊接母材材质不同使用相应的焊接材料，通过不同的焊接方法和焊接工艺参数完成不锈钢复合板的焊接。本发明方法简单，操作方便，既可以保证焊接质量，又可以提高 焊接效率。权利要求书1页 说明书3页 附图5页CN 108788385 A 2018.11.13
C N 108788385
A
1.一种以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，包括加工坡口，坡口为K型坡口；其特征在于，还包括以下步骤：
（1）基层焊接，焊接母材为Q345R+Q345R，焊材为THY -51B药芯焊丝，采用CO2气体保护焊焊接，焊前预热温度80～150℃；先焊接不锈钢侧的基层焊缝，焊接完成后，焊缝表面要比不锈钢表面低6～7 mm；焊缝背面碳棒清根，打磨光亮，打磨后的刨槽面进行MT检测；然后焊接碳钢侧的基层焊缝，焊缝余高为2±1mm；基层焊接采用多层多道焊接方法焊接，道间温度控制在80～150℃；
（2）过渡层焊接，焊接母材为904L+Q345R，焊材为E385-16焊条，采用手工电弧焊，焊条烘干温度为350～400℃，焊缝焊接至不锈钢复层钢板表面下3～4mm处；过渡层焊接采用单层多道焊的焊接方法焊接，焊接道间温度<100℃；
（3）复层焊接，焊接母材为904L+904L，焊材为E385-16焊条，焊条烘干温度为350～400℃，采用多道焊的焊接方法，完成不锈钢焊层的填充和盖面焊接，不锈钢复层的焊缝余高为0～1.5mm，焊接道间温度<100℃。
2.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于：K型坡口角度上侧为40°～45°，下侧为10°～15°，坡口钝边为0～3mm，根部间隙为0～3mm。
3.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于：步骤（1）中，所述THY -51B药芯焊丝的化学成分质量百分比为：C：0.05；Mn：1.11；Si：0.35；S：0.008；P：0.013；Cr：0.02；Ni：0.01。
4.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特
征在于：步骤（1）的焊接工艺参数为：电流180～240A，电压28～35V，焊接速度为10～22cm/min，气体流量18～22L/min。
5.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于：步骤（1）中，不锈钢侧的基层焊缝焊接完成后，焊缝背面碳棒清根，打磨光亮，打磨后的刨槽面进行MT检测；碳钢侧的基层焊缝焊接完成后，焊缝表面采用砂轮打磨光顺，清除毛刺，24小时后做UT检测。
6.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）中所述的E385-16焊条的化学成分质量百分比为：C：0.028；Mn：1.67；Si：0.58；S：0.007；P：0.015；Cr：20.52；Ni：25.23；Mo：4.98；Cu：1.69。
7.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于：步骤（2）和步骤（3）的焊接工艺参数为：电流120～170A，电压25～32V，焊接速度为8～22cm/min。
8.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于：步骤（2）中，过渡层焊接完成后24小时做PT检测。
9.根据权利要求1所述的以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，其特征在于：步骤（3）中，复层焊接完成后24小时做UT和PT检测。
权 利 要 求 书1/1页CN 108788385 A
以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板
焊接方法
技术领域
[0001]本发明涉及不锈钢复合钢板的焊接方法，具体是一种以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法。
背景技术
[0002]不锈钢复合板是以碳钢或低合金钢基层与不锈钢复层结合而成的复合钢板，它是通过爆炸复合或热轧复合等方法使得碳钢和不锈钢形成牢固的冶金结合。不锈钢复合板不仅具有不锈钢的耐腐蚀性，又具有碳钢良好的机械强度和加工性能，是新型的工业产品。这种产品的应用，可以节约大量不锈钢，具有良好的经济价值。
[0003]对于不锈钢复合板焊接，为保证复合钢板不失去其原有的综合性能，应将碳钢基层和不锈钢复层分别焊接。除了基层和复层的焊接外，还有过渡层焊接的问题，这就是不锈钢复合板焊接的主要特点。复层焊缝和基层焊缝之间应采用过渡焊缝。过渡层焊接时，基层结构钢的局部熔化使不锈钢焊缝合金成分稀释。焊缝中容易形成马氏体组织，降低焊接接头的塑性、韧性和耐腐蚀性能，接头处易产生裂纹，使接头焊接不牢固，影响接头质量。因此过渡层焊接是不锈钢复合板焊接的关键。
发明内容
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，能够避免产生大量马氏体组织和焊接冷裂纹，保证焊缝的焊接质量达到要求。
[0005]本发明解决其技术问题采取的技术方案是：
一种以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法，包括加工坡口，坡口为K型坡口；还包括以下步骤：
（1）基层焊接，焊接母材为Q345R+Q345R，焊材为THY-51B药芯焊丝，采用CO2气体保护焊焊接，焊前预热温度80～150℃；先焊接不锈钢侧的基层焊缝，焊接完成后，焊缝表面要比不锈钢表面低6～7mm；焊缝背面碳棒清根，打磨光亮，打磨后的刨槽面进行MT检测；然后焊接碳钢侧的基层焊缝，焊缝余高为2±1mm；基层焊接采用多层多道焊接方法焊接，道间温度控制在80～150℃；
（2）过渡层焊接，焊接母材为904L+Q345R，焊材为E385-16焊条，采用手工电弧焊，焊条烘干温度为350～400℃，焊缝焊接至不锈钢复层钢板表面下3～4mm处；过渡层焊接采用单层多道焊的焊接方法焊接，焊接道间温度<100℃；
（3）复层焊接，焊接母材为904L+904L，焊材为E385-16焊条，焊条烘干温度为350～400℃，采用多道焊的焊接方法，完成不锈钢焊层的填充和盖面焊接，不锈钢复层的焊缝余高为0～1.5mm，焊接道间温度<100℃。
[0006]采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：
分层焊接，对不同的焊接层采用相适应的焊材和焊接工艺参数，对基层焊缝采用多层多道焊的焊接方法，能够减缓焊层冷却，避免裂纹产生；对于过渡层采用单层焊接可以防止因不锈钢复层过热而使焊缝产生裂纹。本发明不仅提高了复合板焊接接头质量，也大大提高了焊接成功率，进而提高了焊接效率。
[0007]进一步的，本发明优选方案是：
K型坡口角度上侧为40°～45°，下侧为10°～15°，坡口钝边为0～3mm，根部间隙为0～3mm。
[0008]步骤（1）中，所述THY-51B药芯焊丝的化学成分质量百分比为：C：0.05；Mn：1.11；Si：0.35；S：0.008；P：0.013；Cr：0.02；Ni：0.01。
[0009]步骤（1）的焊接工艺参数为：电流180～240A，电压28～35V，焊接速度为10～22cm/ min，气体流量18～22L/min。
[0010]步骤（1）中，不锈钢侧的基层焊缝焊接完成后，焊缝背面碳棒清根，打磨光亮，打磨后的刨槽面进行MT检测；碳钢侧的基层焊缝焊接完成后，焊缝表面采用砂轮打磨光顺，清除毛刺，24小时后做UT检测。
[0011]步骤（2）和步骤（3）中所述的E385-16焊条的化学成分质量百分比为：C：0.028；Mn：1.67；Si：0.58；S：0.007；P：0.015；Cr：20.52；Ni：25.23；Mo：4.98；Cu：1.69。
[0012]步骤（2）和步骤（3）的焊接工艺参数为：电流120～170A，电压25～32V，焊接速度为8～22cm/min。
[0013]步骤（2）中，过渡层焊接完成后24小时做PT检测。
[0014]步骤（3）中，复层焊接完成后24小时做UT和PT检测。
附图说明
[0015]图1是焊接坡口加工示意图；
图2是不锈钢复层侧的基层焊接示意图；
图3是碳钢侧的基层焊接示意图；
图4是过渡层焊接示意图；
图5是不锈钢复层焊接示意图；
图中：Ⅰ、Q345R低合金钢基层；Ⅱ、904L不锈钢复层；1、不锈钢侧基层焊缝；2、碳钢侧基层焊缝；3、过渡层焊缝；4、不锈钢复层焊缝。
具体实施方式
[0016]以下结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0017]本实施例所述的焊接方法，是以Q345R低合金钢为基层、904L不锈钢为复层的不锈钢复合板横焊（H）焊接方法，按以下步骤进行：
（1）加工坡口：参见图1，将不锈钢复合板的焊接端面加工成K型坡口，K型坡口角度上侧为40°～45°，下侧为10°～15°，坡口钝边为0～3mm，根部间隙为0～3mm。。
[0018]（2）基层焊接：参见图2、3，基层焊接分两部分进行，即不锈钢侧基层焊缝1和碳钢侧基层焊缝2，按照先焊不锈钢侧基层焊缝1后焊碳钢侧基层焊缝2的顺序焊接。焊接母材为：Q345R+Q345R，采用CO2气体保护焊焊接，焊丝选用THY-51B，直径为1.2mm，焊接电源极性
为DCEP，电流调节到180～240A，电压调节到28～35V，焊接速度10～22cm/min，气体流量18～22L/min。采用多层多道焊接方法，将焊接各工艺参数调节到位，开始焊接不锈钢侧基层焊缝1，道间温度控制在80～150℃。为了保证过渡层焊接质量，焊缝表面要比不锈钢表面低6～7mm。背面碳弧气刨清根，打磨光亮，使用MT检测合格后再进行碳钢侧基层焊缝2的焊接。[0019]碳钢侧基层焊缝2的焊接同样采用不锈钢侧基层焊缝1的焊接方法，焊接各工艺参数同不锈钢侧基层焊缝1，焊缝余高为2±1mm，焊接完成后，焊缝表面需采用砂轮打磨光顺，清除毛刺，焊接完成24小时后做UT检测。
[0020]待基层焊接完成，24小时后做超声波探伤，且不锈钢侧基层焊缝1表面进行PT检测合格后再进行过渡层的焊接。
[0021]（3）过渡层焊接：参见图4，过渡层焊缝3焊接为整个焊接过程的关键部位，焊接前要清除表面的氧化层，焊缝表面打磨光亮。焊接母材为：904L+Q345R，采用手工电弧焊，焊材为E385-16焊条，直径为4mm，焊条烘干温度为350～400℃，焊接电源极性为DCEP，焊接工艺参数为：电流120～170A，电压25～32V，焊接速度为8～22cm/min。焊缝焊接至不锈钢复层钢板表面下3～4mm处。采用单层多
道焊的焊接方法焊接，焊接道间温度<100℃。焊接时要禁止摆动，控制焊接直线度，在坡口两侧过渡层焊缝应与母材不锈钢复层相连并圆滑过渡。焊后24小时做PT检测。
[0022]（4）复层焊接：参见图5，复层焊缝4焊接，焊接母材为：904L+904L，同过渡层焊缝3一样，采用手工电弧焊，焊材为E385-16焊条，直径为4mm，焊条烘干温度为350～400℃，焊接电源极性为DCEP。焊接工艺参数同过渡层焊缝3焊接，采用多道焊的焊接方法，完成不锈钢焊层的填充和盖面焊接，不锈钢复层的焊缝余高为0～1.5mm，焊接道间温度<100℃。焊后24小时做UT和PT检测，对于表面检验合格的不锈钢复层焊缝表面不需打磨。
[0023]以上所述仅为本发明切实可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。
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