專利名稱：珠光體耐熱鋼結(jié)構(gòu)件氣保護(hù)焊接方法

　　技術(shù)領(lǐng)域：

　　本發(fā)明涉及一種珠光體耐熱鋼對接焊縫氣保護(hù)焊接工藝。

　　背景技術(shù)：

　　由于受結(jié)構(gòu)件形狀和焊接位置限制，制造過程中焊接方法多為焊條電弧焊，焊條電弧焊存在較多的局限性，I、生產(chǎn)效率低，2、對焊工的操作技術(shù) 要求高，焊接質(zhì)量受焊工健康和情緒的影響大，3、對焊條生產(chǎn)質(zhì)量以及使用環(huán)境要求較高，4、電弧熱量及產(chǎn)生的高溫使部分化學(xué)合金元素?zé)龘p加重，力學(xué)性能降低且不穩(wěn)定。近些年來隨著我國制造業(yè)技術(shù)的發(fā)展，熱強(qiáng)鋼的應(yīng)用也越來越廣泛，如爐用零件、熱交換器、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子和汽輪機(jī)葉片，鍋爐過熱器等。大型設(shè)備的珠光體耐熱鋼由于鋼材厚度大，焊接結(jié)構(gòu)鋼度大，焊后殘余應(yīng)力也較大，鋼材實際允許碳當(dāng)量值降低。而氣保護(hù)焊即結(jié)合了焊條電弧焊的優(yōu)點，又克服了焊條電弧焊的局限性，具有如下優(yōu)點1、有效提高了生產(chǎn)率，是焊條電弧焊的I 4倍，2、焊縫合金元素?zé)龘p量小，焊縫金屬力學(xué)性能穩(wěn)定，3、操作靈活，連續(xù)焊接減少焊接接頭，提高焊接質(zhì)量。單位焊縫長度能耗比焊條電弧焊降低10% 20%。4、由于CO2的加入使電弧具有一定的氧化性，改善焊縫成型。5、CO2的加入使電流密度大，電弧穿透力強(qiáng)，增加熔深。但是氣保護(hù)焊焊接速度快、焊縫冷卻速度也快，理論上不適用于耐熱鋼，因為耐熱鋼冷卻過快會造成焊縫強(qiáng)度下降，容易出現(xiàn)裂紋。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明要解決厚度大的珠光體耐熱鋼采用電弧焊或埋弧焊焊接方法時碳當(dāng)量值降低、焊接強(qiáng)度強(qiáng)度降低的技術(shù)問題。此種氣保護(hù)焊接工藝技術(shù)方案是I、采用抗拉強(qiáng)度為530 710MPa ;厚度90-110mm的珠光體耐熱鋼；質(zhì)量分?jǐn)?shù)C 彡 O. 17%,MnO. 4 O. 65%、SiO. 5 O. 8%,Crl. O I. 5%,MoO. 45 O. 65% ;合金元素總含

　　量彡5% ；2、匹配的焊接材料焊絲抗拉強(qiáng)度620 750MPa ;質(zhì)量分?jǐn)?shù)C15 O. 22%、MnO. 4

　　O.7%; SiO. 15 O. 35%; CrO. 8 I. 10%、MoO. 15 O. 25% ；3、氣保護(hù)坡口采用雙面V型坡口，坡口角度單邊35°，鈍邊為2mm ;對接不留間隙，采用熔化焊方式焊接。4、焊接工藝規(guī)范焊接電流240 260A，焊接電壓24 28V，設(shè)備采用直流焊接電源；焊接線能量13 16KJ/cm，氣體采用80%Ar+20%C02富氬混合氣體熔化極氣體保護(hù)焊，氣體流量15L/min 20L/min ;焊絲干伸長,打底焊速度15 20mm/min,填充焊速度30 35mm/min,填充蓋面速度10 15mm/min ;焊前預(yù)熱200 250°C,焊后保溫緩冷或焊后熱處理 680 720 °C。5、氣體保護(hù)焊采用多層多道焊施焊，層間溫度150 200°C，層溫過低應(yīng)及時采用火焰加熱方法進(jìn)行預(yù)熱。6、嚴(yán)格控制C02、Ar保護(hù)氣體雜質(zhì)含量，保證氣體純度(Ar99. 99% ；C0299 . 999)。作為優(yōu)選，焊絲直徑I. 2mm。I. 2mm焊絲焊接時填充量適中，熔敷效果最佳，可實施半自動或自動化焊接。 本發(fā)明嚴(yán)格控制焊接速度，速度過慢焊縫力學(xué)性能不佳，過快易產(chǎn)生缺陷；氣保護(hù)焊普遍采用的焊前預(yù)熱溫度在150°C左右，但應(yīng)用在本發(fā)明的耐熱珠光體上焊縫力學(xué)性能下降，極易產(chǎn)生裂紋，超過250°C又容易使母體產(chǎn)生相變；并且由于采取較高的預(yù)熱溫度及采取焊后保溫緩冷或焊后熱處理680-720°C，較好地延緩了本發(fā)明耐熱珠光體的冷卻速度，極大地提高了焊縫強(qiáng)度，有效避免了裂紋的出現(xiàn)。本發(fā)明油田設(shè)備珠光體耐熱鋼氣保護(hù)焊接工藝具有如下優(yōu)點I、本發(fā)明所述的氣保護(hù)焊接工藝方法具有優(yōu)良的焊接工藝性能。2、設(shè)備簡單、操作簡便靈活，不受環(huán)境及場地限制，可在室外進(jìn)行焊接。3、適用于工廠大構(gòu)件的焊接應(yīng)用；4、解決了由于工件厚度大而造成碳當(dāng)量值降低而影響焊接強(qiáng)度降低的缺點。

　　圖I焊縫不同位置的宏觀金相2氣保護(hù)坡口

　　具體實施例方式采用ASTMA3870 (美國鋼板標(biāo)準(zhǔn)，近似于國標(biāo)13CrMoA耐熱鋼)，厚度100mm，質(zhì)量分?jǐn)?shù) C 彡 O. 17%、MnO. 4 O. 65%、SiO. 5 O. 8%、Crl. O I. 5%、MoO. 45 O. 65% ;合金元素總含量彡5% ;匹配的焊接材料18CrMoA，直徑I. 2mm,質(zhì)量分?jǐn)?shù)C 15 O. 22%、MnO. 4

　　O.7%; SiO. 15 O. 35%; CrO. 8 I. 10%、MoO. 15 O. 25% ；保護(hù)坡口采用雙面V型坡口，坡口角度單邊35°，鈍邊為2mm;對接不留間隙，采用熔化焊方式焊接。設(shè)備采用具有表面張力過渡特性的直流焊接電源，焊接電流240 260A，焊接電壓24 28V，焊接速度30 35cm/min，焊接線能量13 16KJ/cm，M6 X 40 X I. 2錐形外部絕源導(dǎo)電咀；保護(hù)氣體80%Ar+20%C02富氬混合氣代體，氣體流量15L/min 20L/min ;工藝措施預(yù)熱溫度200 250° C，預(yù)熱方法，火焰加熱、電加熱或感應(yīng)加熱，測溫要求，距坡口25mm處的范圍內(nèi)均勻測量，加熱寬度，坡口兩側(cè)各50mm，焊接層間溫度150 200 ° C ;焊后保溫緩冷或焊后熱處理680 720°C。技術(shù)措施；焊前清理坡口外兩側(cè)25mm范圍內(nèi)應(yīng)采用機(jī)械法清理至呈金屬光澤，采用多道焊焊接方式焊接在打底焊結(jié)束后即焊第二層道焊縫；焊絲干伸長填充焊15 20mm，蓋面焊10 15mm，起弧或收弧要求嚴(yán)禁在坡口兩側(cè)或工件上起弧，相鄰焊道的起弧或收弧應(yīng)相互錯開30mm以上。施工措施用動力角向砂輪或用鋼絲刷進(jìn)行焊縫表面飛濺、污物層間清理，打磨焊接接頭；當(dāng)施焊環(huán)境不符合風(fēng)速2m/S的情況下，應(yīng)采取相應(yīng)防護(hù)措施，避免造成焊縫缺陷。焊縫拉伸試驗及結(jié)果見表I :表I

　　權(quán)利要求

　　1.一種珠光體耐熱鋼結(jié)構(gòu)件氣保護(hù)焊接方法，包括下列步驟 (1)、采用抗拉強(qiáng)度為530 7IOMPa;厚度90-1 IOmm的珠光體耐熱鋼；質(zhì)量分?jǐn)?shù)C 彡 O. 17%,MnO. 4 O. 65%、SiO. 5 O. 8%,Crl. O I. 5%,MoO. 45 O. 65% ;合金元素總含量彡5% ； (2)、匹配的焊接材料焊絲抗拉強(qiáng)度620 750MPa;質(zhì)量分?jǐn)?shù)C 15 O. 22%、MnO. 4 O.7%; SiO. 15 O. 35%; CrO. 8 I. 10%、MoO. 15 O. 25% ； (3 )、氣保護(hù)坡口采用雙面V型坡口，坡口角度單邊35 °，鈍邊為2mm ;對接不留間隙，采用熔化焊方式焊接； (4)、焊接工藝規(guī)范焊接電流240 260A，焊接電壓24 28V，設(shè)備采用直流焊接電源；焊接線能量13 16KJ/cm，氣體采用80%Ar+20%C02富氬混合氣體熔化極氣體保護(hù)焊，氣體流量15L/min 20L/min ;焊絲干伸長,打底焊速度15 20mm/min,填充焊速度30 35mm/min,填充蓋面速度10 15mm/min ;焊前預(yù)熱200 250°C,焊后保溫緩冷或焊后熱處理 680 720°C ； (5)氣體保護(hù)焊采用多層多道焊施焊，層間溫度150 200°C； (6)嚴(yán)格控制C02、Ar保護(hù)氣體雜質(zhì)含量，保證氣體純度。

　　2.權(quán)利要求I所述珠光體耐熱鋼結(jié)構(gòu)件氣保護(hù)焊接方法，其特征在于焊絲直徑I.2mm。

　　全文摘要

　　本發(fā)明涉及一種珠光體耐熱鋼結(jié)構(gòu)件對接焊縫焊接工藝，適用焊接方法為氣體保護(hù)焊，是一種解決鋼材厚度大造成碳當(dāng)量值降低的措施，包括焊接材料選配、坡口加工工藝，焊接工藝參數(shù)、焊接方法，此種焊接工藝具有不受環(huán)境限制，操作簡便、設(shè)備簡單高效，同時解決了由于工件厚度大而造成的焊接強(qiáng)度低的缺點，并且具有較好的預(yù)防焊縫及熱影響區(qū)裂紋傾向。

　　文檔編號B23K103/04GK102941399SQ20121043834

　　公開日2013年2月27日 申請日期2012年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月5日

　　發(fā)明者劉亞豐 申請人:常州華通焊業(yè)股份有限公司