1 製品説明
SS316 ステンレスクラッド鋼板強力な設計能力、高い比強度と弾性率を備えた新しい材料分野の重要な部分です。
優れた疲労破壊抵抗、強い耐食性、構造と機能の統合などの一連の優れた特性は、機能構造材料として他の材料に置き換えることが困難であり、近代産業の発展、国防、科学と技術、そして新しい技術革命の発展のための重要な材料基盤。 金属複合材料は、材料科学における研究のホットスポットの 1 つになりました。
2 爆発的組換え法とは
爆発的再結合の模式図を図1-2に示します。 この方法は、爆薬の高速爆轟と衝突の助けを借りて、クラッド板と基板の間の衝突点付近で瞬時に高圧と高ひずみ速度をマイクロ秒単位で発生させることができるため、複合界面の酸化膜が損傷を受け、新鮮な金属表面にさらされます。 さらに、露出した新鮮な金属表面に薄い遷移ゾーンが形成され、塑性変形、溶融拡散、および波形特性があり、クラッドプレートと基板の間に強力で強固な接続を実現します。 爆薬再結合法は、火薬の化学エネルギーを機械エネルギーに変換することで、圧接、融接、拡散接合を一体化した金属材料の接合を実現します。
爆発混合法は比較的成熟した生産技術であり、プロセスと設備が単純で、コストが低く、エネルギーが豊富です。 幅広い用途があり、優れた物理的特性を持つ合金と金属の冶金学的組み合わせを実現できます。 柔軟性があり、特殊な形状の部品の組み合わせを実現できます。 接合強度が高く、構成材料の組成や厚み比率は変化しません。 爆発再結合には欠点もあります。生産プロセスによる騒音と環境汚染。 危険です。 複合比率が低く、複合インターフェースの品質が悪い。 板厚に制限があるため、厚板・薄板の生産には向かず、生産効率が悪い。 高効率、環境保護、省エネルギーの戦略的計画の下で、爆薬合成法は主流の生産技術ではなくなる運命にあります。
3材料と溶接方法の選択
SS316 ステンレス鋼クラッド鋼板の母材仕様は厚さ 55mm、材料は Q235B、複合層は厚さ 5mm、材料は TP316L オーステナイト系ステンレス鋼です。 その化学組成については、表 1 を参照してください。 基材 Q235B の微細構造はフェライトとパーライトであり、その金属組織を図 1a に示します。 複合層TP316Lの微細構造は典型的なオーステナイトであり、その金属組織は図1bに示されています。
今回はステンレス複合板の板厚が厚く、溶接作業量が比較的多いことから、ステンレス側から2~3cm離れた基層側をCO2ガスシールド溶接し、フラックス入りワイヤーアークで溶接する。溶接が使用されます。 ベースコースのCO2ガスシールド溶接の利点は、主に高い生産効率、優れた溶接品質、美しい表面形成、良好な作業条件、溶接材料の節約、溶接変形のより良い制御など、さまざまです。 移行層と複合層はステンレス鋼フラックスコアード ワイヤ アーク溶接によって溶接され、合金組成のスムーズな移行を確保し、成分の分離を回避します。
プレートの化学組成（質量分率）パーセント
a) Q235B 微細構造
b) TP316L 微細構造
4 溝形状
プロジェクトで使用されるステンレス鋼複合板の厚さは 55 mm です。 溶接の融着不良や溶接応力の増大によるクラックやエアホールなどの不具合を防止するため、二重コの字型開先（図2参照）を採用しています。 溝形状により、溶加材が少なく、溶融比が小さく、操作に便利な溶接品質を確保できます。 ステンレス鋼複合板の溝は、一般的に機械的手段によって作られています。 プラズマ切断やガス切断などで溝を加工する場合は、ステンレス側の酸化皮膜を除去する必要があります。 加工後、溝を目視検査し、割れや剥がれがないこと。
図2 溝形状
5 溶接実装
3.1 溶接前の洗浄
溝とその両側から50mm以内の油汚れ、サビ、金属片、酸化膜などの汚れを落とし、溝から複合層まで100mm以内に飛沫防止材を塗布してください。
3.2 溶接シーケンス
(1) 溶接と下地層の溶接 下地層の溶接ビードが複合層のステンレス鋼に接触して溶融してはならない。 最初に母材を溶接する場合、溶接ビードの根元または表面は、複合層の界面から 2 ～ 3 mm 離す必要があります。 溶接補強は、関連する規格に準拠する必要があります。
(2) ステンレスクラッド板の移行層の溶接は非常に重要ですが、移行層の溶接材料の選択も非常に重要です。 遷移層を溶接する目的は、希釈による合金元素 (Cr、Ni など) の減少を補い、クラッド溶接の合金組成を適切なレベルに保つことです。 移行層が溶接されると、ベース構造用鋼の局所的な溶融により、ステンレス鋼溶接の合金組成が希釈されます。 同時に、Cr および Ni 合金元素の焼損もあります。 このようにして、ステンレス鋼溶接部のCrおよびNi合金元素の含有量が減少し、ステンレス鋼溶接部の炭素含有量が増加するため、硬くて脆いマルテンサイト組織がステンレス鋼溶接部に容易に形成され、可塑性が低下します。 、溶接継手の靭性と耐食性が低下します。 したがって、実際の溶接生産では、これらの合金元素の損失を補い、遷移層の合金特性を適切なレベルに保つために、Cr、Ni などの合金元素の含有量が高く、炭素含有量の低い材料を溶接します。を選択する必要がありますが、溶接シームを制御するには、耐クラック性も考慮する必要があります。
このようにして、通常の溶接パラメータで二重構造の溶接を得ることができ、多数のマルテンサイト構造と溶接低温割れを回避することができます。 ステンレスクラッド板の遷移層の溶接では、合金元素の希釈や焼損だけでなく、組織や特性の変化があります。 同時に、溶接後、クラッド鋼板の表面、マトリックス、および全体的な材料に引き起こされる硬化現象も、2つの鋼の物理的特性とは大きく異なります。 ステンレス鋼層の熱伝導率はベース層よりも低く、線膨張係数と抵抗率もベース層よりもはるかに高くなっています。 したがって、遷移層を溶接すると、溶接応力が大きくなり、変形が大きくなります。 また、溶接部と母材との接合部における溶融部の不均一性、これらの現象が複合・重畳することで溶接割れが発生しやすくなります。 したがって、遷移層の脆弱性による割れを防止するための鍵は、遷移層の優れた可塑性と靭性を確保し、溶接応力を低減し、異種鋼継手の凹凸構造を制御および調整することです。 したがって、合金組成の均一な遷移を確保するために、ステンレス鋼 E316LT0-4 溶接ワイヤは、ステンレス鋼側から 2 ~ 3 cm 離れたときに使用され、炭素鋼ベース層と炭素鋼ベース層との間に良好な遷移層が形成されます。を確保するために、ステンレス鋼複合層
構造成分が分離せずにスムーズに移行し、異種鋼の構造成分の不均一性を制御し、そこから生じる溶接割れを防止します。
(3) 複合層の溶接 複合層を溶接する場合は、複合層の表面の保護に注意し、溶接スパッタによる複合層の表面の損傷を防止し、複合層の表面にアークを打たないようにしてください。レイヤー、溶接カラン、および一時的なサポートを自由に実行できます。 複合層の表面は、溶接面に対してできるだけ平らで滑らかでなければなりません。 溶接後の溶接補強 1.5mm以下。
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