专利名称：断废芯棒的焊接工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及钢管生产中断废芯棒的再利用，特别是一种断废芯棒的焊接工艺。
背景技术：
芯棒是轧管厂限动芯棒连轧管机主要变形工具之一，如Φ250MPM连轧管机所使用的芯棒一直需要进口，而且价值昂贵。合理使用芯棒，充分提高芯棒的使用寿命，是降低生产成本的重要工作之一。
芯棒材质的钢号为X35CrMOVo5 H13，其化学成分(％)C0.30——0.38 Mn0.60MaxSi0.70——1.20 Cr4.50——5.50V0.80——1.20 Mo1.00———1.50S0.008Max S+P0.02max通过计算碳当量CE为1.88％，远远高于？的0.6％，可焊性极差。
芯棒的工作环境喷涂石墨后的芯棒，预穿入内表吹过硼砂、温度约为1000～1200℃的毛管内，经过连轧机7个机架高低不同的轧制力轧制，轧制力最高可达700吨，轧制时间6～16秒，同时芯棒与毛管内壁发生剧烈摩擦，最大芯棒限动力是300吨，用过的芯棒外表温度高达700℃左右，在冷却站旋转盘上用10个大气压的冷却水进行冷却，温度降至100±20℃，然后投入循环使用，生产节奏从27～51秒，每支芯棒被再次轧制的间隔时间是214～408秒，芯棒就是在这种高温、反复高压、骤冷骤热、高频次的状态下工作的。
由于轧钢过程中芯棒震动或延长杆扣头疲劳裂纹造成芯棒延长杆扣头断，芯棒进入脱管机后无法拆卸下来，被迫割断，造成六支Φ291孔型芯棒9——10米长的废芯棒无法使用，这些报废的芯棒是很大的浪费，为将报废的芯棒重新利用，是急需解决的难题。
发明内容
为解决断废芯棒无法使用的技术难题，本发明的目的是提供一种断废芯棒的焊接工艺，为实现上述目的，本发明的技术解决方案是提供一种断废芯棒的焊接工艺，包括以下步骤①加工螺纹及拧接首先将后段断芯棒机加工出带偏梯扣螺纹连接柱，在前段断芯棒上加工出与带偏梯扣螺纹连接柱相配合的螺纹孔，并留有退刀槽，在后段断芯棒和前段断芯棒之间对接处加工出U型的焊接坡口；用芯棒拧接机将后段断芯棒和前段断芯棒进行动力拧接，并使两段断芯棒根部间隙在8——10mm之间，以保证焊条能伸到断芯棒的根部，制作芯棒毛坯；②焊前预热及选择焊条进行焊接将拧接好的芯棒毛坯用天车吊到旋转台架上，进行焊前预热，将焊接坡口两侧300mm加热到300~350℃的温度，匀速加热，以保证热透性，防止加热过快形成内、外部温度不均匀；选择适合焊接该材质的电焊条，施焊前对进行电焊条烘干，防止出现焊口焊接缺陷的产生；③焊后热处理焊后对芯棒毛坯进行回火处理，回火温度要大于350℃，小于或等于550℃，用来消除焊接应力；④旋转冷却及修磨在旋转台架上对芯棒毛坯进行自行旋转冷却，防止芯棒毛坯弯曲变形；待芯棒毛坯冷却后，用人工的方法修磨，用砂轮机将高于芯棒表面的焊肉修磨整理，并与芯棒本体平滑过渡，便于后边工序的车床加工。
在上述步骤②焊前预热及选择焊条进行焊接的步骤中，所选择的电焊条为UTP68HH型号的电焊条，在焊接时一次焊完不间断，以保持焊接层间的温度。
在上述步骤③焊后热处理中，当工作环境温度低于5℃时，用保温材料包裹焊口进行缓冷。
本发明的效果是采用该工艺将六支断废的芯棒共焊接成四支合格的芯棒毛坯，经机床加工成两支Φ217.9和两支Φ230.1的成品芯棒。并且与进口芯棒同时投入生产使用，其使用寿命均达到或超过同期一起使用的进口芯棒的使用寿命。到下线后检查焊口完好，没有出现裂纹等缺陷，达到了预期的目标。按2005年底芯棒毛坯进口购买价格(含税)85元人民币/Kg，四支芯棒共重20488公斤，可计算出经济效益为85×20488＝1741480元。
图1为芯棒连接示意结构图；图2为加工工艺流程图。
图中1、后段断芯棒2、前段断芯棒 3、偏梯扣螺纹4、退刀槽5、U型焊接坡口具体实施方式
结合附图及实施例对本发明的断废芯棒的焊接工艺加以说明。
经焊接处理后的断废芯棒结构是如图1所示，为保证在生产中不再发生断芯棒事故，以及减少焊接工作量，降低修复成本，保证芯棒的直度，首先将后段断芯棒1机加工出带偏梯扣螺纹连接柱3，在前段断芯棒2上加工出与带偏梯扣螺纹连接柱3相配合的螺纹孔，并留有退刀槽4，在后段断芯棒1和前段断芯棒2之间对接处加工出U型的焊接坡口5。U型坡口的好处是可以节省焊接材料，降低焊工劳动强度。
再用芯棒拧接机将后段断芯棒1和前段断芯棒2进行动力拧接，并保证两段根部间隙在8——10mm之间，以保证焊条能伸到断芯棒的根部，达到焊接牢固的目的。
本发明的断废芯棒的焊接工艺过程如图2所示，包括以下步骤①加工螺纹及拧接首先将后段断芯棒1机加工出带偏梯扣螺纹连接柱3，在前段断芯棒2上加工出与带偏梯扣螺纹连接柱3相配合的螺纹孔，并留有退刀槽4，在后段断芯棒1和前段断芯棒2之间对接处加工出U型的焊接坡口5。用芯棒拧接机将后段断芯棒1和前段断芯棒2进行动力拧接，并保证两段根部间隙在8——10mm之间，以保证焊条能伸到断芯棒的根部，制作芯棒毛坯。
②焊前预热及选择焊条进行焊接将拧接好的长度为15.3米的芯棒毛坯用天车吊到旋转台架上，进行焊前预热。将焊接坡口两侧300mm加热到300~350℃，加热速度不可过快，均匀加热，以保证热透性，防止加热过快形成内、外部温度不均匀。
选择适合焊接该材质的电焊条，选择的电焊条牌号为UTP68HH型号的电焊条。施焊前按说明书的要求进行电焊条烘干，不可使用受潮的电焊条，防止出现焊口焊接缺陷的产生。
焊接开始后要一次焊完，尽量不间断(可由二名焊工轮流焊接)以保证焊接层间的温度。同时，保证焊接质量不可以出现气孔、夹渣、未熔合等焊接缺陷。最好尽可能选择在环境温度比较高的季节进行焊接。
③焊后热处理焊后对芯棒毛坯进行回火处理，回火温度要大于350℃，也不可高于550℃，用来消除焊接应力。当工作环境温度低于5℃时，应用保温材料包裹焊口进行缓冷。
④旋转冷却及修磨在旋转台架上对芯棒毛坯进行自行旋转冷却，防止芯棒毛坯弯曲变形。待芯棒毛坯冷却后，用人工的方法修磨。用砂轮机将高于芯棒表面的焊肉修磨整理，并与芯棒本体平滑过渡，便于后边工序的车床加工。
权利要求
1.一种断废芯棒的焊接工艺，包括以下步骤①加工螺纹及拧接首先将后段断芯棒(1)机加工出带偏梯扣螺纹连接柱(3)，在前段断芯棒(2)上加工出与带偏梯扣螺纹连接柱(3)相配合的螺纹孔，并留有退刀槽(4)，在后段断芯棒(1)和前段断芯棒(2)之间对接处加工出(U)型的焊接坡口(5)；用芯棒拧接机将后段断芯棒(1)和前段断芯棒(2)进行动力拧接，并使两段断芯棒根部间隙在8-10mm之间，以保证焊条能伸到断芯棒的根部，制作芯棒毛坯；②焊前预热及选择焊条进行焊接将拧接好的芯棒毛坯用天车吊到旋转台架上，进行焊前预热，将焊接坡口两侧300mm加热到300~350℃的温度，匀速加热，以保证热透性，防止加热过快形成内、外部温度不均匀；选择适合焊接该材质的电焊条，施焊前对进行电焊条烘干，防止出现焊口焊接缺陷的产生；③焊后热处理焊后对芯棒毛坯进行回火处理，回火温度要大于350℃，小于或等于550℃，用来消除焊接应力；④旋转冷却及修磨在旋转台架上对芯棒毛坯进行自行旋转冷却，防止芯棒毛坯弯曲变形；待芯棒毛坯冷却后，用人工的方法修磨，用砂轮机将高于芯棒表面的焊肉修磨整理，并与芯棒本体平滑过渡，便于后边工序的车床加工。
2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征是在步骤②焊前预热及选择焊条进行焊接的步骤中，所选择的电焊条为UTP68HH型号的电焊条，在焊接时一次焊完不间断，以保持焊接层间的温度。
3.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征是在步骤③焊后热处理中，当工作环境温度低于5℃时，用保温材料包裹焊口进行缓冷。
全文摘要
本发明提供一种断废芯棒的焊接工艺，包括以下步骤①加工螺纹及拧接；②焊前预热及选择焊条进行焊接；③焊后热处理；④旋转冷却及修磨。在步骤②焊前预热及选择焊条进行焊接的步骤中，焊接时一次焊完不间断，以保持焊接层间的温度。在步骤③焊后热处理中，当工作环境温度低于5℃时，用保温材料包裹焊口进行缓冷。本发明的效果是采用该工艺将断废芯棒焊接成合格的芯棒毛坯，经机床加工成成品芯棒，其使用寿命均达到或超过同期一起使用的进口芯棒的使用寿命。经生产试验检查焊口完好，没有出现裂纹等缺陷，达到了预期的目标。减少了芯棒毛坯进口，节省了资金，提高了生产效益。
文档编号B21B25/00GK101058139SQ200710057509
公开日2007年10月24日 申请日期2007年5月31日 优先权日2007年5月31日
发明者张金钢, 郭会勇, 田志国 申请人:天津钢管集团股份有限公司