Q345RJ+316L复合钢的焊接

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摘 要：通过对广东南方碱业股份有限公司蒸吸工序项目中，Q345R+316L复合钢材质蒸馏塔现场组对焊接的成功案例，分析、探讨及总结Q345R+316L复合钢的焊接工艺及操作要领，对以后类似材料的焊接起到一定的参考作用。

关键词：Q345R+316L复合钢 焊接工艺 操作要领 焊接变形

一、前言

2010年，在我公司负责施工的广东南方碱业股份有限公司蒸吸工序安装项目中，有一台工艺冷凝液蒸馏塔设备，塔体材质为Q345R+316L（16+3mm）复合钢，复合层在桶内壁，塔体为φ2.5×24m，净重42.5T，考虑塔体较重，又细又长，为防止塔体在运输和吊装过程中变形，故采用现场组对焊接。通过查阅相关焊接规范，结合本公司在类似项目中的成功经验，现场采用以下焊接工艺，没有发生焊接变形和焊缝质量问题，取得了一次性拼接成功。

二、焊前准备

1.焊工

持有低合金钢与奥氏体不锈钢焊接项目的合格焊工四人。

2.焊接电源

选择四台空载电压在70～80V间的直流电弧焊机，采用反接法。

3.焊接材料

根据以往类似项目的经验，焊接材料全部选用φ3.2焊条。其中基层焊缝使用J507焊条，过渡层使用A302焊条，复层使用A022焊条。J507焊条经350℃恒温1小时烘干，A302和及A022焊条经150℃恒温1小时烘干后，分别置于100℃恒温箱中备用，焊接时放入焊条保温筒内随用随取。

4.坡口加工

4.1塔筒体出厂时已加工成V形坡口，如图A所示。

4.2由于复合层在筒体内侧，为防止第一道基层焊缝中混入奥氏体钢，影响焊缝质量，考虑焊接操作方便及减少塔内清根劳动强度，现场用角向磨光机打磨塔筒体内壁复层部分，使坡口成外大内小的X型。如图B所示。

5.焊前清理

将坡口两侧20mm内的油、锈、氧化物等清理干净，露出金属光泽。

6.组对与点固焊

焊前准备的充分和基层焊缝一次性焊接完成，对保证焊接质量是非常关健的。塔体组队前，先将底层塔体安装就位，再选择晴好天气起吊上部塔体，组队焊接。组队时，按照B图所示坡口形式组对，并用七字形码在基层面调整，使错边量控制在0.5mm之内，并预留1.5±0.5mm间隙，以保证焊缝焊透，并减少塔内清根劳动强度。点固焊缝作为正式焊缝保留在焊缝内，必须保证质量。点焊间距100～200mm，点固焊长度为20mm。点固过程及点固焊完成后，要及时测量塔体，保证整体垂直度符合设计要求。

吊钩须待点固焊完成，且填充层施焊完成后，方可松钩。

三、焊接层次顺序与操作要领

不锈钢复合钢焊接时应采用先焊基层焊缝，然后焊过渡层焊缝，最后焊复合层的焊接顺序。具体到本塔体的对接焊，就是先焊完塔体外部焊缝，清根后再焊筒体内部焊缝。为保证焊缝质量及控制变形，基层焊缝必须一次性焊完，且控制层间温度不低于100℃。清根后过渡层同复合层也要一次性焊完。

1.基层的焊接

为了保证焊缝质量及控制焊接变形，采取四名焊工均匀分布，同沿着同一方向施焊，全过程短弧操作防止气孔。

1.1基层打底焊

选用烘好的J507 φ3.2焊条，焊接电流90～110A，采用连弧焊小斜圆圈运条方法，保证根部尽量焊透，减轻清根难度。四名焊工均匀分部沿同一方向分段间断焊200（200），然后再填空焊，以减少焊接变形。

1.2基层填充层焊接

全部底层焊完毕后，四名焊工同时开始填充层的焊接，焊接电流110～130A，填充层采用两层三道焊法，第一层和第二层的第一道焊缝采用小斜圆圈运条法，第二层第二道采用直线型运条法。填充层必须保证成形光滑无夹渣、气孔等缺陷。

1.3基层盖面焊

基层盖面采用三道焊，电流105～125A，直线型运条，每道焊缝间应平滑过渡无凹陷，焊缝表面高度控制在0.5～3mm之间，且无明显咬边现象。

2.过渡层的焊接

过渡层和复合层由于是在塔体内焊接，事前应在底层塔体内适当地方搭满跳板，并配有安全照明灯和抽风设备。过渡层焊接前必须用角磨机清根，直到无气孔、夹渣、熔合不良等缺陷。因塔体内空间狭窄，过渡层焊接时采用两人一组、每组分批轮流施焊的方法，保证层间温度的同时不至环境太恶劣。

过渡层使用烘好的A302 φ3.2异种钢焊条，短弧焊接，电流105～125A，一层两道，直线型运条。

3.复层的焊接

复层也是塔体内封底焊，采取两人一组分批轮流施工焊法。复层选用烘好的A022 φ3.2不锈钢焊条，短弧焊接，焊接电流95～115A，一层两道焊法，直线型运条。焊道间应平滑过渡，表面高度控制在0～2mm间，无明显咬边等缺陷。

四、 焊后检测

按设计图纸要求，对焊缝总长（8M）的20%进行RT检测，我们从每个焊工施焊焊缝任意抽取一段400mm长的焊缝，结果全部达到合格标准。充分说明现场所采用焊接工艺的正确性。

五、结论

复层在罐内壁的Q345R+316L复合钢焊接，选用外大内小的X型坡口，采用正确的吊装焊接工艺和多人同时施焊的方法，完全可以获得优质焊缝并避免焊接变形。

参考文献

[1]《钢制压力容器焊接规程》JB/T4709-2000

[2]《材料的焊接》，机械工业出版社

作者简介：张雪艳，中国化学工程第四建设有限公司华南分公司工程管理部科员，工程师；

季信军，中国化学工程第四建设有限公司华南分公司项目技术负责人，工程师。