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遼寧大連不銹鋼復合板爆炸焊能是物理性能(熔點、熱膨脹特性、硬度等)有明顯差異、用普通焊接方法無法實現焊接的金屬焊合在一起,并且能獲得高強度的焊接接頭,從而引起工業界的極大興趣。到1970年,文獻已報導了260種以上由同種或異種金屬組合的成功焊接實例,近十年中,這方面的報導又有所增加。爆炸焊方法的早期研究主要是針對平面焊接以及包覆,但是爆炸焊的商業應用價值使這一技術擴展到管道襯層、曲面包覆、管子對接焊、過渡管接頭焊接以及許多其他方面的應用。
自20世紀80年代以來,爆炸焊的理論和實驗技術得到了長足的發展,特別是在應用技術上有了創新,在化工、石油、制藥、造船、軍事,甚至核工業、航空航天等領域都有廣泛應用。以民爆作為能源,當被引爆后,爆轟波和爆炸產物所釋放的能量直接作用在復板上,使原來處于靜止狀態的復板瞬間被加速,并在間隙空間高速向下飛行,與基板發生有序傾斜碰撞,在碰撞區通過能量轉換,終實現冶金結合。
通過爆炸產生的能量,爆炸焊接工藝能在金屬板之間形成合金焊接層。在爆炸焊接之前,需要將金屬板的表面潔合理分配干凈,平行放置并固定。板上按照獨特的引爆順序放置一層。爆炸開始時,爆轟波陣面迅速掠過金屬板表面,并按照特定的碰撞條件將金屬板壓在下方的基板上。
遼寧大連不銹鋼復合板⑤ 嚴格控制層間溫度。
另外,為了保證復合板的各項性能,對于過渡層覆蓋范圍以及過渡層的厚度均有一定要求:過渡層焊縫金屬的表面應高出界面0.5~1.5mm,基層焊縫的表面距離復合層的距離要控制在1.5~2.0mm;過渡層的厚度應控制在2~3mm內;過渡層焊縫金屬必須完全蓋滿基層金屬,如圖3(a)所示。采用圖1所示的坡口時很難進行控制,這是因為:
① 在實際生產過程中焊工在施焊過程中,往往分辨不清基層與復層的界面,容易將碳鋼焊條焊到復層不銹鋼上,使接頭產生馬氏體組織,出現裂紋等缺陷;
② 依靠手工操作難以保證技術條件上要求的焊道既要保證基層焊縫距復層1.5~2.0mm,又保證α=0.5~1.5mm,b=1.5~2.5mm技術要求。
③ 由于基層和復層材料的線膨脹系數不同,在焊接熱循環的作用下,基層和復層間存在較大的內應力,易造成基層與復層在坡口邊緣張口,焊接時容易出現夾渣。
圖3 基本X形坡口及改進的X形坡口形式
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遼寧大連焊縫晶間腐蝕、熱影響區的晶間腐蝕、熱影響過熱區的“刀蝕”的主要原因是在晶界上析出鉻的碳化物,形成貧鉻的晶粒邊界。
影響應力腐蝕的因素有焊接區的殘余拉應力、焊縫鑄造組織以及接頭區的碳化物析出。
熱裂紋的形成主要原因是熱導率小、線膨脹系數小、焊縫柱狀晶間存在低熔點夾層薄膜等。
主要采用以下幾種措施解決上述問題。
① 選擇焊接材料,盡量使焊縫組織為雙相組織。其中δ相含量應控制在4%~12%。
② 采用小電流、較大的焊接速度、小線能量施焊。
③ 采用反極性、多層多道焊。
④ 嚴格控制層間溫度,層間溫度應小于60℃。
⑤ 復層焊縫應在焊接,以避免其抗晶間腐蝕的性能受重復加熱的影響。
⑥ 允許在前后焊道施工間隙時冷卻接頭。
⑦ 選用含Ti、Nb、Mo的焊接材料。不銹鋼復合板 遼寧大連