宽幅面铁素体不锈钢复合板爆炸焊接生产工艺的制作方法

本发明属于爆炸焊接金属复合板制造领域，特别涉及一种宽幅面铁素体不锈钢复合板爆炸焊接生产工艺。

背景技术

铁素体不锈钢(400系)含铬量在15%~30%，具有许多独有的特色和优势，在许多原先认为只能采用奥式体不锈钢的应用领域，铁素体不锈钢是一种极为优异的替代材料。业已证明，铁素体不锈钢作为一种不含镍的铬系不锈钢，具有成本低、耐应力腐蚀性能优异等显著特点，被称为经济型不锈钢。由于这类钢具有优良的耐热耐蚀性能，常以不锈钢复合板的形式广泛应用于焦碳塔、煤化工等大型石油化工装备中。

目前由于石油化工装备的大型化需求，铁素体不锈钢（s11306、s11348）复合板等的供货宽度一般较大，而目前市场上的不锈钢供货尺寸基本上在1500mm以内，因此在制造成为铁素体不锈钢复合板以前，需要对其进行拼焊，以满足不同规格尺寸的铁素体复合板要求。由于铁素体不锈钢内含有少量马氏体，焊接焊缝硬化性比较明显，材料淬硬倾向比较大，焊缝极易出现冷裂纹，拼接焊缝的热影响区在不断的焊接热循环作用下也会造成焊接接头的塑性、韧性降低。尽管专利cn101352784a公开了一种爆炸焊接用0cr13型铁素体不锈钢拼焊方法，解决了铁素体不锈钢常规下的拼焊难题，但经实践证明，由于爆炸焊接所需的铁素体复层拼接焊缝及热影响区要经过炸药爆轰波的强烈冲击，还是避免不了焊缝和热影响区产生裂纹或撕裂，保证不了焊缝的力学性能符合标准要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种解决了铁素体不锈钢复合板拼接焊接产生裂纹或撕裂问题的宽幅面铁素体不锈钢复合板爆炸焊接生产工艺，解决的技术问题是：爆炸焊接所需的铁素体不锈钢复层板，其拼接焊缝及热影响区经过炸药爆轰波的强烈冲击后会产生裂纹或撕裂，严重影响爆炸焊接铁素体不锈钢复合板的质量和生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种宽幅面铁素体不锈钢复合板爆炸焊接生产工艺，该工艺包括如下步骤：

步骤一、对需爆炸焊接的铁素体不锈钢板点焊固定，点焊前对需拼接的铁素体不锈钢板做铣边处理；

步骤二、使用爆炸焊接工艺对拼接后的铁素体不锈钢板和基层板进行爆炸焊接，得到拼接焊缝为点焊的铁素体不锈钢复合板；

步骤三、使用手提开槽机沿点焊的焊缝开槽至基层板，对槽口渗透检测合格后使用电弧焊焊接，施焊后使用手提沙带抛磨机磨削焊缝与母材平齐。

步骤一中所述的铁素体不锈钢板材质为s11306或s11348，厚度为3~5mm、宽度为2400~3000mm、长度为7000~11000mm。

步骤二中所述的基层板材质为15crmor或14cr1mor,厚度为20~50mm、2400~3000mm、长度为7000~11000mm。

步骤一中所述的拼接焊缝为点焊，点焊长度为40~60mm，点焊间隔距离为260~300mm，点焊使用焊条型号为为a062,点焊电流为160~180a，电压为23~26v，点焊速度为13~15cm/min。

步骤二中所述的点焊焊缝，在复层板布放炸药前使用胶带覆盖粘贴，以防布放炸药时滴漏而引起焊缝质量问题。

步骤三中所述的手提开槽机开出的槽口为v型，角度为40~60°，槽深为铁素体不锈钢厚度加0.5~1mm。

步骤三中所述的槽口焊接材料为a062焊条，焊接电流为90~110a、焊接电压为20~22v，焊接速度15~20cm/min。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明工艺操作简单、实施方便，可确保宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合板的拼接焊缝质量符合有关焊接标准要求，解决了铁素体不锈钢拼接焊缝经受炸药爆轰波载荷作用后发生裂纹的难题，避免了拼接焊缝发生裂纹后进行挖补、修复等的繁琐工序，从而提高了宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合板的生产效率和经济效益。

采用本发明工艺生产的宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合板，拼接焊缝质量优良，外形美观，耐蚀性能优越，结合率达到100%，剪切强度达到260mpa以上，完全满足后续大型化工装备对宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合板的技术要求。

附图说明

图1为本发明宽幅面铁素体不锈钢板点焊的焊缝俯视示意图。

图2为本发明宽幅面铁素体不锈钢板点焊的焊缝侧视示意图。

图3为本发明宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合结构的侧视示意图。

图中标注为：1、点焊缝；2、铁素体不锈钢板；3、v型焊缝；4、复合层；5、基层钢板。

具体实施方式

下面结合附图说明及2个实施例对本发明作进一步的阐述和说明。

实施例1

一种宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：

步骤一、将材质为s11306的两块铁素体不锈钢板2组对成一块3×2400×7000mm的不锈钢板，每块规格尺寸为3×1200×7000mm，如图1、2所示，所述铁素体不锈钢利用铣边机铣边；

步骤二、利用电弧焊点焊固定所述两块铁素体不锈钢板组对处，点焊缝1长度为40mm，点焊间隔距离为260mm，点焊使用焊条型号为a062,直径为φ4.0mm；点焊电流为160a，电压为23v，点焊速度为13cm/min。

步骤三、对点焊组对后的铁素体不锈钢板待结合面抛光打磨，使其露出新鲜的金属界面，与其复合的基层钢板5为15crmor钢板，钢板尺寸为20×2400×7000mm；利用砂轮和千叶轮对待结合面抛光打磨，使其露出新鲜的金属界面。

步骤四、对步骤三中所述的铁素体不锈钢板点焊焊缝使用胶带覆盖粘贴（使用胶带粘贴简单方便），以防布放炸药时滴漏而引起焊缝质量问题；采用爆炸焊接工艺，对所述的铁素体不锈钢和15crmor钢板爆炸焊接，得到规格尺寸为（3+20）×2400×7000mm，材质为s11306+15crmor的爆炸焊接复合钢板。

步骤五、对步骤四所述的爆炸焊接复合钢板复层组对焊缝进行处理，首先使用手提开槽机沿组对的焊缝开槽，槽口为v型，角度为60°，槽深3.5mm。

步骤六、对开出的v型槽口渗透检测，合格后使用电弧焊焊接形成v型焊缝3，v型焊缝的下底面低于爆炸焊接后复合层4的下底面；焊接材料为a062焊条、焊条直径为φ3.2mm，焊接电流为90a、焊接电压为20v，焊接速度15cm/min，施焊后使用手动沙带抛磨机磨削焊缝与母材平齐。

步骤七、对步骤六所述的爆炸焊接s11306铁素体不锈钢复合板依次进行热处理、校平、表面处理等，得到材质为s11306+15crmor，尺寸为（3+20）×2400×7000mm的s11306铁素体不锈钢复合板。

图1和2是点焊焊缝图，图3是复合后点焊焊缝挖开又重新焊接成v型焊缝的示意图。图1、2中的点焊，起到固定两块铁素体不锈钢板的作用，并且分段（间隔260-mm）焊接；图3中的v型焊缝是在爆炸焊接后把之前点焊的部位重新开v型槽，再进行焊接，这个焊接是整条焊缝连续焊接。

本实施例生产的宽幅面s11306铁素体不锈钢爆炸焊接复合板品质优良，耐蚀性强，剪切强度达到280mpa，力学性能完全符合标准nb/t47002.1的要求，能满足各大型化工装备对s11306铁素体不锈钢复合板的技术要求。

实施例2

一种宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：

步骤一、将材质为s11348的两块铁素体不锈钢板组对成一块5×3000×11000mm的s11348铁素体不锈钢板，每块规格尺寸为5×1500×11000mm，利用铣边机对铁素体不锈钢进行铣边。

步骤二、利用电弧焊点焊固定所述两块铁素体不锈钢板组对处，点焊长度为60mm，点焊间隔距离为300mm，点焊使用焊条型号为a062,直径为φ4.0mm；点焊电流为180a，电压为26v，点焊速度为15cm/min。

步骤三、对点焊组对后的铁素体不锈钢板待结合面抛光打磨，使其露出新鲜的金属界面，与其复合的基层材料为14cr1mor钢板，钢板尺寸为50×3000×11000mm。利用砂轮和千叶轮对待结合面抛光打磨，使其露出新鲜的金属界面。

步骤四、对步骤三中所述的铁素体不锈钢板点焊焊缝使用胶带覆盖粘贴，以防布放炸药时滴漏而引起焊缝质量问题；采用爆炸焊接工艺，对所述的铁素体不锈钢和14cr1mor钢板爆炸焊接，得到规格尺寸为（5+50）×3000×11000mm，材质为s11348+14cr1mor的爆炸焊接复合钢板。

步骤五、对步骤四所述的爆炸焊接复合钢板复层组对焊缝进行处理，首先使用手提开槽机沿组对的焊缝开槽，槽口为v型，角度为50°，槽深6mm。

步骤六、对所述v型槽口渗透检测，合格后使用电弧焊焊接形成v型焊缝，焊接材料为a062焊条、焊条直径为φ3.2mm，焊接电流为110a、焊接电压为22v，焊接速度20cm/min。施焊后使用手动沙带抛磨机磨削焊缝与母材平齐。

步骤七、对步骤六所述的爆炸焊接s11348铁素体不锈钢复合板依次进行热处理、校平、表面处理等，得到材质为s11348+14cr1mor，尺寸为（5+50）×3000×11000mm的铁素体不锈钢复合板。

本实施例生产的宽幅面s11348铁素体不锈钢爆炸焊接复合板品质优良，耐蚀性强，剪切强度达到360mpa，力学性能完全符合标准nb/t47002.1的要求，能满足各大型化工装备对s11348铁素体不锈钢复合板的技术要求。

实施例3

一种宽幅面铁素体不锈钢爆炸焊接复合生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：

步骤一、将材质为s11306的两块铁素体不锈钢板组对成一块4×2700×10000mm的不锈钢板，规格尺寸为4×1200×10000mm一块和4×1500×10000mm一块，所述铁素体不锈钢利用铣边机铣边；

步骤二、利用电弧焊点焊固定所述两块铁素体不锈钢板组对处，点焊长度为50mm，点焊间隔距离为280mm，点焊使用焊条型号为a062,直径为φ4.0mm；点焊电流为170a，电压为25v，点焊速度为14cm/min。

步骤三、对点焊组对后的铁素体不锈钢板待结合面抛光打磨，使其露出新鲜的金属界面，与其复合的基层材料为15crmor钢板，钢板尺寸为40×2700×10000mm；利用砂轮和千叶轮对待结合面抛光打磨，使其露出新鲜的金属界面。

步骤四、对步骤三中所述的铁素体不锈钢板点焊焊缝使用胶带覆盖粘贴，以防布放炸药时滴漏而引起焊缝质量问题；采用爆炸焊接工艺，对所述的铁素体不锈钢和15crmor钢板爆炸焊接，得到规格尺寸为（4+40）×2700×10000mm，材质为s11306+15crmor的爆炸焊接复合钢板。

步骤五、对步骤四所述的爆炸焊接复合钢板复层组对焊缝进行处理，首先使用手提开槽机沿组对的焊缝开槽，槽口为v型，角度为40°，槽深4.5mm。

步骤六、对开出的v型槽口渗透检测，合格后使用电弧焊焊接形成v型焊缝，焊接材料为a062焊条、焊条直径为φ3.2mm，焊接电流为100a、焊接电压为21v，焊接速度18cm/min，施焊后使用手动沙带抛磨机磨削焊缝与母材平齐。

步骤七、对步骤六所述的爆炸焊接s11306铁素体不锈钢复合板依次进行热处理、校平、表面处理等，得到材质为s11306+15crmor，尺寸为（4+40）×2700×10000mm的s11306铁素体不锈钢复合板。

本实施例生产的宽幅面s11306铁素体不锈钢爆炸焊接复合板品质优良，耐蚀性强，剪切强度达到300mpa，力学性能完全符合标准nb/t47002.1的要求，能满足各大型化工装备对s11306铁素体不锈钢复合板的技术要求。