2023年压力容器用不锈钢复合板焊接性能探析

2023年压力容器用不锈钢复合板焊接性能探析

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压力容器生产过程中，不锈钢复合板是最为常见的材料。不锈钢复合板强度高，具有良好的抗腐蚀性能，并且耐磨损、寿命较长，较奥氏体不锈钢更具优势。然而，不锈钢复合板焊接过程中，由于复合层厚度不均，会导致加工坡口时出现剥离不净的情况，使得焊接缝中的合金元素含量上升。上述情况会造成焊接缝变脆，对焊接质量产生一定程度影响。基于此，本文对压力容器用不锈钢复合板焊接性能进行了分析，并提出了相关观点，以供参考。

压力容器；不锈钢；复合板；焊接

Intheproductionofpressurevessels，cladplateofstainlesssteelisthemostcommonmaterial.Cladplateofstainlesssteelhighstrength，goodcorrosionresistanceandwearresistance，longerlifeexpectancy，moreadvantagesthanausteniticstainlesssteel.Stainlesssteelcompoundplateweldingprocess，however，duetotheuneventhicknessofthecompositelayer，wouldleadtostrippingwhenchamferingofdirty，alloyingelementscontentintheweldingseam.Thesecircumstanceswillcauseweldseamscrisp，hadsomeimpactonweldingquality.Basedonthis，thisstainlesssteelcladplateforpressurevesselweldingperformanceisanalyzed，andputforwardviewsforreference.

Pressurevessel；Stainlesssteel；Compositeplate；Welding

1不锈钢复合板焊接工艺概述

从不锈钢复合板焊接工艺发展角度来看，高速度、高溶敷率、高质量是首要目标。在这种目标需求下，也催生了一系列新型工艺，如多丝多弧焊接工艺、多元气体保护焊接工艺、活性化焊接工艺等。以多丝多弧焊接工艺为例，该工艺极大程度上提升了焊接生产速度及金属熔敷率，在角焊缝高速焊接中具有很好的适用性，其焊速高达1.8m/min[1]。在智能化技术不断发展的背景下，焊接技术也将朝着智能化方向发展，以获取更优的产品质量及工作效率。

2合金元素对过渡区钢的影响分析

过渡区钢中除了C与Fe外，还存在部分杂质元素如Ni、Cu、Cr、P、S等。这些杂质元素会对产品生产加工产生一定程度影响，导致成品质量下降[2]。因此，优质钢中的杂质元素含量具有严格控制标准，具体如下表所示：

以下，对杂质元素具体影响进行综合性阐述：

2.1淬火性能影响

（1）淬透性影响。易造成晶粒粗化的元素如Mn、P、Ni、Cr等会提升淬透性；而部分元素如Al、Co等会促进晶粒细化，导致淬透性降低（2）回火脆性影响。Mn、Cr、Cu、Ni、V等会一定程度上增强过渡区钢的回火脆性，使钢性能受到影响；而Be则会延迟回火脆性，对钢性能起到保护作用。

2.2机械性能影响

钢的性能主要由铁素体及碳化物相对分布情况所决定。与此同时，合金元素也会对钢的力学性能产生一定程度影响。部分合金元素溶于固溶体当中，由于其原子体积及结构与Fe原子有所差异，因而会导致铁晶体点阵出现畸变，使得钢韧性与延展性降低，但固溶体强度、硬度则会上升。合金元素对调质钢力学性能的影响具体如表2所示。

2.3化学性能影响

高温焊接时，钢材会受到O2或SO2侵蚀。若钢中含有适量的Si、Al等元素，则可在表面生成一层氧化膜，避免钢材受到氧化。过渡区钢中的C会一定程度上影响其抗腐蚀性，当C含量增加时，抗腐蚀性能会明显下降。不含任何合金元素的微碳纯铁对酸、碱混合介质具有较好的抗腐蚀性，这使得超低碳不锈钢材料愈来愈受到重视。当钢中含有适量Cu与P时，可大幅度增强抗腐蚀能力，特别是含铜钢具有较强的油漆吸附作用，可对油漆层产生保护作用，使其不易脱落。

3各类型材料焊接性能分析

热轧低合金高强度钢可通过加入Mn、Si等元素进行固溶强化，促使其整体强度的提升。热轧钢合金元素含量较少，碳量相对较低，不易出现冷裂，但焊缝中可能会出现热裂纹（由C、S、P所致）。通过降低焊缝中母材的溶合比，可提升焊缝形状系数，起到控制热裂纹的作用。珠光体耐热钢可加入Cr、Mo、W等元素来提升抗氧化能力，加入这些合金元素后，其抗腐蚀能力、抗蠕变能力也将有所上升，使钢材整体焊接性能得以改善。奥氏体不锈钢焊接过程中可选用超低碳焊接材料，用较小的焊接热输入来提升冷却速度，可有效防止裂纹。

4结语

不同类型的钢材料，其焊接属性存在一定程度差异，通过加入适量合金元素，并对相关工艺进行优化，可有效提升焊接质量，促使产品达标。

[1]吕朝阳，赵丽玲.通过焊接与轧制制备的不锈钢/