不銹鋼復合板焊接性能分析和常規(guī)檢測以及應用
不銹鋼復合板是由不銹鋼和碳鋼或低合金鋼復合而成的雙金屬，復合板由復層和基層組成，他們的物理、化學性能差異較大，使用性能不同。為了保證復合板焊后保持原有的綜合性能，對基層、復層、過渡層必須根據(jù)其材質(zhì)、使用要求分別焊接。基層材質(zhì)一般均選擇低碳鋼或低合金鋼，焊接性很好。基層焊接時，按照等強原則選擇焊材。復層材質(zhì)一般為奧氏體不銹鋼，具有較好的焊接性能。焊材的選擇主要滿足使用的特殊性能要求，即按化學成分相匹配和滿足耐腐蝕性能要求的原則。基層與復層交界處即過渡層的焊接屬于異種金屬的焊接，兩種材料的物理性能存在很大差別，焊接冶金反應過程比較復雜，是復合金屬焊接中難度大、直接影響焊接工藝成敗的關鍵。過渡層焊接時，除解決好不銹鋼焊接中常出現(xiàn)的焊縫結晶裂紋、熱影響區(qū)液化裂紋、熔合區(qū)脆化等缺陷外，更重要的是減少基層和復層之間的相互擴散、相互滲透，焊接時應盡量采用小參數(shù)，降低熔合比，過渡層應選用高鉻鎳型焊材以補充基層對復層的稀釋，并補充焊接過程中合金元素的燒損，從而保證復層的耐蝕性。為了確保復層耐蝕的特殊性能要求，應盡可能采用雙面焊。在焊接順序上應采用先焊基層，經(jīng)反面清根及質(zhì)量檢驗合格后再焊過渡層，后焊復層，以減少復層的多次受熱，降低稀釋率。
不銹鋼復合板焊接完成后要經(jīng)過一系列常規(guī)檢測已檢驗其是否合格：
1、無損檢驗
焊接結束后對試件進行外觀檢驗，焊縫及熱影響區(qū)未發(fā)現(xiàn)咬邊、表面氣孔、裂紋、夾渣等缺陷，焊縫余高0.5～1.5mm，焊縫與母材圓滑過渡；試件經(jīng)射線探傷也未發(fā)現(xiàn)裂紋、未熔合、未焊透、夾渣等缺陷，按照GB 3323-2005焊接接頭質(zhì)量為Ⅰ級。
2 拉伸試驗
拉伸試驗將拉伸試樣固定在WE-100型試驗機上，然后對其施加拉應力，造成試樣軸向伸長直到破斷為止，是衡量材料強度的主要指標。根據(jù)試驗結果可以看出拉伸試驗結果滿足規(guī)范要求。
3 彎曲試驗
彎曲試驗是考核材料承受變形的能力，將加工好的標準彎曲試樣在WE-100型試驗機上進行彎曲試驗。按照規(guī)范要求取4個側(cè)彎試樣用50mm的壓頭直徑進行彎曲試驗，彎曲角度180°，在彎曲后的試樣表面無裂紋且在任何方向上無長度大于3mm的其他缺陷，試驗結果滿足規(guī)范要求。
4 沖擊試驗
沖擊檢驗是將沖擊試樣放在JB-30B沖擊試驗機上，用沖擊載荷使結合面的刻槽處發(fā)生破斷，以此破斷處單位面積上所消耗的沖擊功來確定焊接接頭的沖擊性能，本次沖擊試驗采用0℃的夏比型沖擊，在距接頭表面1～2mm位置取樣，缺口位置分別位于焊縫中心、熔合線、熔合線2mm、熔合線5mm。
一些特殊用途的工件還需要進行鐵素體含量檢測，采用鐵素體檢測儀（鐵素體測試儀）Ferrite Determ SP10a或者FERITSCOPE FMP30針對焊接位置進行鐵素體含量檢測。對于奧氏體鋼，在焊接部位的鐵素體含量是工件材料機械強度和抗蝕能力的重要指標。焊接部位鐵素體含量太少有可能產(chǎn)生高溫斷裂，含量太多則會降低機械強度和抗蝕能力。對與雙聯(lián)鋼，焊接部位鐵素體含量太少，會導致在壓力和振動下產(chǎn)生裂紋的可能性大大增加。 從焊接性(裂紋敏感性)角度，要求其含量大于5%為好，從抗腐蝕性能角度， 在一般介質(zhì)中鐵素體含量大于8%為好；但在諸如尿素之類介質(zhì)中，以小于0.5%為好；從機械性能角度，特別是在中、高溫下工作的焊縫，以小于5%為宜， 否則將產(chǎn)生西格瑪相脆化。而雙相不銹鋼其焊縫的鐵素體含量要求在30~60%之間。因此，奧氏體不銹鋼的焊接生產(chǎn)和科研工作中，均需方便而準確地控制和測量焊縫或熔敷金屬以及復層焊縫的鐵素體的含量。
隨著工業(yè)技術的發(fā)展，對材料的使用性能提出了更高、更苛刻的要求，單一的金屬或合金在很多情況下很難滿足工業(yè)生產(chǎn)對材料綜合性能的要求。而復合板由于在設計上可以綜合各組元的優(yōu)點，并彌補了各自的不足，具有單一金屬或合金無法比擬的優(yōu)異綜合性能。由不銹鋼層保證耐蝕性能，強度主要靠碳鋼或低合金鋼層獲得，這樣可以節(jié)約大量不銹鋼，具有良好的經(jīng)濟價值。正是由于不銹鋼復合板具有良好的綜合性能和價格優(yōu)勢，因此在宇航、石油、化工、造船、電力、冶金、機械、核能等領域得到廣泛應用。
不銹鋼復合板焊接常用檢測儀器：超聲波探傷儀、金屬試驗機、鐵素體含量檢測儀。
