生物质发电，垃圾发电在国内大力发展，在此类余热锅炉中，对省煤器，过热器都会在管材上焊接不锈钢材料，以增加钢管防磨防腐性能。本文通过选用两种不同焊材焊接碳钢与不锈钢钢板进行对比分析，试验结果表明，两种焊材都能满足要求，但从成本及保护不锈钢管角度考虑，E5015-A1焊材是较优选择。

目前，在垃圾发电及生物质余热锅炉中，过热器，省煤器迎风面管材上焊接不锈钢材料以避免管材腐蚀及磨损。根据不锈钢管内温度和炉膛温度，在过热器，省煤器选用耐热钢或碳钢，防腐防磨材料为奥氏体不锈钢。下面对碳钢钢板与防磨板（材料为06Cr25Ni20）焊接式样试验，从而找出满足性能要求及使用要求，同时又能降低制造成本的焊接材料。

1焊接对比试验

1.1试验材料

试验用母材及焊材的化学成分和力学性能见表1。母材Q345R，符合GB/T 713—2014标准；母材06Cr25Ni20符合GB/T4238—2015；焊材E3019-16符合GB/T983—2012和NB/T47018.2—2017；焊材E5015-A1符合GB/T 5118—2012和NB/T 47018.2—2017。

1.2焊接方法及工艺参数

碳钢Q345R与不锈钢钢板06Cr25Ni20对接，δ=20 mm，V型坡口，单面30°。试板采用Φ3.2 mm焊条打底，Φ4 mm焊条打底，背面清根，Φ4 mm焊妥。焊接完成后，两块试板RT 100%检查。探伤合格后进行焊后热处理。焊接及热处理参数见表2。

2结果与分析

2.1力学性能

两个式样力学性能抗拉强度，1号式样：561MPa、585 MPa，断裂在碳钢侧；2号式样：619 MPa、610 MPa，断裂在碳钢侧；其强度高于母材最小抗拉强度485 MPa。350℃高温下抗拉强度见表3。

按NB/T 47014—2011对各式样进行侧弯180°，试验结果合格。

常温冲击试验，两侧热影响区和焊缝冲击试验合格。

2.2金相组织分析

上面图片为式样1和式样2两侧母材与焊缝熔合区金相照片：从图1~图4金相照片可得出：

1）采用不锈钢焊条的式样1在碳钢侧熔合区出现较为明显的脱碳层，在不锈钢侧焊缝呈现焊缝柱状晶形状。其焊缝组织未A+C点。

2）采用耐热钢焊条的式样2在碳钢侧熔合区晶粒细小均匀，组织为F+S，与母材组织相似。不锈钢侧未出现明显的脱碳层。

3综合分析

根据NB/T 47014的相关要求，从常温力学性能以及瞬时高温性能看，式样1和式样2都能满足标准要求。

不锈钢与碳钢焊接为异种钢焊接，在异种钢焊接过程中，需克服几个大的问题，比如：焊缝合金元素与母材的匹配，碳迁移产生的脱碳层性能下降，以及材料的热膨胀系数不同产生的热应力等。在锅炉运行过程中，其不锈钢管起到热交换作用，其承受内部压力，以及不锈钢管内外壁热应力。对于式样1，在碳钢侧出现脱碳层，根据现有研究：在贫碳区中有塑性应变集中现象，导致其损伤加剧，成为裂纹扩展过程的较弱环节。采用不锈钢焊条焊接式样，碳钢侧易出现脱碳层，其性能降低，在锅炉运行过程中，受热应力影响不锈钢管会拉裂，裂纹在熔合区扩展，最终锅炉漏水引起锅炉停炉。从保护不锈钢管角度，并避免受压部件侧出现脱碳层以满足安全使用要求，其焊接材料应采用非不锈钢焊条为宜。

4结论

1）在垃圾炉生产制造中，碳钢与非承载不锈钢异种钢焊接，选择耐热钢焊条，和不锈钢钢条都能满足焊接接头力学性能。

2）为保证垃圾余热锅炉产品安全使用，保证不锈钢管长效使用，应选用耐热钢焊条以避免不锈钢管侧出现脱碳层，并避免焊缝出现应力集中。