浙江至德钢业有限公司生产的100万吨／年延迟焦化装置均由主体材质为20R／06Cr13Al复合钢制作的容器，产品规格：直径为1400～2200mm，复合钢板厚为（18＋3）mm，设计标准为GB 150-1998，JB／T 4710-2005，设计压力为1.43MPa设计温度为73℃，介质为柴油、汽油、焦化干气，要求设备焊后对塔体内表面进行酸洗和钝化处理。
一、20R／06Cr13Al 复合钢焊接性
1. 化学成分及力学性能
20R／06Cr13Al复合钢属于铁素体复合钢板，复层为铁素体不锈钢，基层为珠光体钢，其化学成分见表5-38和表5-39。
表5-38 20R／06Cr13AI复合钢板的化学成分及力学性能 、表5-39 20R／06Cr13Al复合钢板的力学性能
2. 焊接特点
该类复合钢板的焊接性主要取决于铁素体钢的物理性能、化学成分、接头形式及填充材料的种类。
焊接接头容易产生冷裂纹，复合钢板的焊接也属于异种钢的焊接，其基层与复层母材在成分、性能等方面有较大的差异，而且基层与复层的焊接材料也同样存在较大的差异，因此稀释作用强烈，增大了结晶裂纹倾向，导致异种钢焊接接头在焊后冷却时容易形成淬硬组织，同时珠光体与铁素体的线胀系数相差较大，接头中会产生较大的焊接应力，都会促使焊接冷裂纹的产生。此外焊接接头易产生脆性：基层和复层的铬含量差别较大，促使碳向复层迁移扩散，而在其交界面的焊缝金属区域形成增碳层和脱碳层，加剧熔合区的脆化。
二、焊接方法的选择
根据设计图样的要求，采用焊条电弧焊施焊，但生产单位可以自选其他焊接方法。由于延迟焦化装置的塔器规格大，且数量多，选用焊条电弧焊＋埋弧焊相结合的焊接方法，既能保证产品的焊接质量，又能满足客户的工期要求。
三、焊接材料的选择
为了保证复合钢板的焊接质量，首先要恰当地选择复层和基层的焊接材料，有效地防止稀释和碳的迁移等问题，在基层与复层之间要焊过渡层。
复层用焊接材料应保证熔敷金属的主要合金元素不低于复层母材标准规定的下限值，对于06Cr13Al焊接采用焊条电弧焊，焊条选用A062；基层按基层钢材合金含量选用焊接材料，以保证焊接接头的抗拉强度不低于基层母材标准规定的抗拉强度下限值，基层根部选用焊条电弧焊，焊条为J427；埋弧焊选用填充焊丝为H08A，焊剂为HJ431；过渡层焊接材料选用A062，以保证能补充基层对复层造成的稀释。焊接20R／06Cr13Al复合钢板用焊条和焊丝的熔敷金属的化学成分见表5-40。
四、焊接次序
复合钢板的焊接次序如图5-20所示，即先焊基层焊缝，再焊过渡层焊缝，最后焊复层焊缝。过渡层的熔焊金属在基层的厚度为1.5～2.5mm为宜，在复层处的厚度为0.1～1.5mm为宜。
五、焊接要点
1. 基层的焊接
先焊基层焊缝，使用J427 焊条进行焊条电弧焊打底，打底焊的厚度不能太薄，以防埋弧焊时因焊接参数太大而烧穿，焊前对焊条进行350℃烘干2h，以防焊接时产生气孔。然后用埋弧焊进行施焊，要严格控制焊接速度等焊接参数，保证焊缝一次合格率。用磨光机彻底清理根部焊缝，用焊条电弧焊从背面进行打底焊，以保证焊缝背面良好的成形和内在的质量。
2. 过渡层的焊接
复合钢板焊接的重点和难点均在过渡层的焊缝上，在焊基层焊缝时，预留出1.5～2.5mm的基层厚度，用A062焊条进行电弧焊，焊前对焊条进行150℃烘干1h，采用小的热输入、反极性、直线运条和多层多道焊。
3. 复层的焊接
复层焊接时，采用A062焊条，焊前对焊条进行150℃烘干1h，采用短弧、小电流、快速焊、不作横向摆动，并且严格控制层间温度不大于150℃。这样可以有效地防止焊缝在高温停留时间过长，否则会出现粗晶脆化倾向，焊接参数见表5-41。
六、酸洗钝化处理
复合钢板的基层要保证容器要求承受的压力，而复层应满足需要的耐蚀性，在复合钢制容器的生产过程中，复层可能被污染，故对塔体内表面要进行酸洗钝化处理。
七、无损检测
20R／06Cr13Al复合钢板焊接接头产生冷裂纹有一定的潜伏期，当然与填充材料和焊接工艺密切相关。为了保证获得优质焊接接头，焊后需要停留24h再进行无损检测。
对复合钢板的焊缝进行100％渗透检测，均符合JB／T4730.5规定，I级合格。
对所有塔器的对接接头进行射线检测，符合JB／T4730.5规定，II级合格。
八、焊接接头性能
对20R／06Cr13Al复合钢板的对接焊缝先进行过焊接工艺评定，其力学性能试验结果见表5-42，完全满足设计图样的要求。
表5-42 复合钢板对接焊缝的力学性能试验结果（试样尺寸：5mm×10mm×55mm）
采取上述工艺措施，产品焊接一次合格率达到99％，符合了设计图样要求也满足了生产实际需要。
