60m3汽提塔用爆炸复合板性能及焊接工艺研究

摘要

不锈钢爆炸焊接复合板由于具有优良的力学性能和耐蚀性能，在石油化工、压力容器等行业中获得广泛应用。
　　 本文对不锈钢复合板的组织、性能及其焊接性进行了研究，为实践生产提供技术支持。采用金相显微镜、扫描电镜、显微硬度仪、万能试验机、冲击试验机等检测手段，对复合板结合区组织、形貌、成分以及力学性能进行了研究，结果表明本工艺下结合区为小波状结合，波长和波高平均值为1056μm和454μm；基板侧塑性变形区域的晶粒度分别为9.1级、7.1级、6.7级和5.8级；波峰、波谷处平均塑性形变层厚度为423μm和256μm；Cr、Ni的扩散层厚度分别达到36μm、10μm；较强爆炸载荷下结合区出现了绝热剪切线，其长度在100μm-200μm范围之内，间距20μm-50μm；复合板具有综合力学性能，符合相关标准要求。
　　 选用焊条电弧焊和氩弧焊两种焊接工艺方案对复合板进行焊接性试验。采用金相显微镜、扫描电镜、XRD及万能试验机、电化学工作站等手段，对两种工艺下获得的焊接接头进行微观组织、成分和相组成分析以及力学性能和耐腐蚀性能检测。试验结果表明，两种工艺下过渡层及覆层焊缝组织均为奥氏体+少量铁素体，覆层-过渡层焊缝组织、成分均匀过渡，基层-过渡层焊缝合金元素变化程度较大，产生了脱碳层和增碳层，焊缝区域成分分布不均匀；两种接头力学性能指标均为合格，其中氩弧焊接头强度较高且塑性较好，达到了综合力学性能；氩弧焊接头的晶间腐蚀及电化学腐蚀性能均符合要求，接近或者达到了母材的性能指标，焊条电弧焊接头出现了晶间腐蚀裂纹，主要由焊缝区的组织及成分变化、产生了σ相等硬脆相以及焊接工艺条件引起的。本文推荐采用氩弧焊方法进行复合板的焊接。