一种控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的工艺方法
【专利摘要】本发明提供了一种控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的方法，其特征在于，包括采用GTAW堆焊方法，以含有Ar和N2的混合气体作为保护气体，通过控制保护气体中的N2的含量，来控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量，当需要提高奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量时，降低保护气体中的N2的含量，当需要降低奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量时，提高保护气体中的N2的含量。本发明可以简单有效地控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量。
【专利说明】一种控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的工艺方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的工艺方法。 技术背景
[0002] 堆焊奥氏体不锈钢作为改变材料表面耐腐蚀的一种经济而快速的工艺方法，在各 行各业中获得了广泛的应用。通常情况下，奥氏体不锈钢中铁素体含量既有有利的一面也 有不利的影响，装载不同介质的工业零部件堆焊奥氏体不锈钢时会要求控制不同的S铁 素体含量。从焊接角度，铁素体要求其含量大于3 %为好，从抗腐蚀性能角度，在一般介质中 δ铁素体含量小于8%为好；但在诸如尿素之类介质中，以小于0. 5 %为好；从机械性能角 度，特别是在中、高温下工作的焊缝，以小于5%为宜，否则将产生脆化。通过改变焊接参数 等并不能很有效便捷的控制铁素体含量。为控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量，本项目 通过实践提供一种有效便捷的方法。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种效率高，可控的一种控制铁素体含量的工艺方法。
[0004] 为了达到上述目的，本发明提供了一种控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的方 法，其特征在于，包括采用GTAW堆焊方法，以含有Ar和队的混合气体作为保护气体，通过 控制保护气体中的N 2的含量，来控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量，当需要提高奥氏体 不锈钢堆焊层铁素体含量时，降低保护气体中的N 2的含量，当需要降低奥氏体不锈钢堆焊 层铁素体含量时，提高保护气体中的N2的含量。
[0005] 优选地，所述的保护气体中Ar的体积含量为98. 5%?99. 7%，N2的体积含量为 0· 3%?1. 5%〇
[0006] 更优选地，所述的保护气体中N2的体积含量为0. 8%。
[0007] 本发明的原理如下：
[0008] 影响铁素体数的主要因素为：
[0009] 1.元素方面Cr是不锈钢中主要构成部分，具有耐蚀性。Cr含量越高，铁素体含量 也会越大。在不锈钢中，Ni是一种必不可少的合金元素，它能增强不锈钢的耐蚀性外，还能 改变不锈钢的塑形，但是Ni含量越高，铁素体含量越低。
[0010] 2.参数方面采用合理的堆焊工艺参数保证堆焊过程稳定，焊缝质量良好的有效手 段，但是由于热输入量越大，烧损也越大即Cr含量下降，铁素体数也会下降。
[0011] 3.降温速率熔池从800°C降到500°C的时间越短（即降温速率越快），铁素体含量 越高。（由于大工件的冷却速度快所以铁素体含量容易上升）
[0012] 4.保护气体由于采用GTAW堆焊需要保护气体，而堆焊奥氏体不锈钢我们一般采 用的是99. 99 %的Ar。
[0013] 本发明发现相对于大工件堆焊采用改变降温速率控制铁素体的方法，本发明不需 要降温工装或设备，生产效率也更高，相对于改变焊接参数控制铁素体的方法，本发明更加 有效，相对于其它方法控制铁素体的方法，本发明对焊丝铁素体含量的要求更低。
[0014] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0015] 与改变其他因素相比，改变保护气体更能方便有效的控制铁素体含量而且简单成 本低在实际生产过程中可以很容易的控制铁素体含量。经过大量的摸索发现N抑制铁素体 形成的能力为Ni的30倍，同时又有改善耐蚀性和提高强度的作用，所以采用GTAW堆焊奥 氏体不锈钢时保护气体中通过加入不同含量的N可以控制铁素体的含量。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明 而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人 员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定 的范围。
[0017] 堆焊奥氏体不锈钢时铁素体的含量客户的技术要求基本上都是3%?8%，为了 达到这个目的本发明采用保护气体中加入不同N含量进行堆焊，通过铁素体测量仪来测量 铁素体的含量。
[0018] 实施例1
[0019] -种控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的方法，采用GTAW堆焊方法，以Ar和N2 的混合气体作为保护气体，通过控制保护气体中的N2的含量，来控制奥氏体不锈钢堆焊层 铁素体含量，当需要提高奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量时，降低保护气体中的队的含量， 当需要降低奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量时，提高保护气体中的队的含量。
[0020] 所述的GTAW堆焊方法为：准备规格为4"XSch80s、母材为ASTM A106、长度200mm、 直径为Φ 114. 3mm的无缝管5根，预热后分别按照表1-表5中的参数进行GTAW-P-hot wire 堆焊，电流类型为DCEN (直流正接），采用直道焊、单电极多道焊，电流为200A，电压为15V， 焊接速度300mm/min，喷嘴尺寸为10mm，鹤极尺寸为Φ3·2ι?πι，送丝速度为1000-3000mm/ min，保护气体流量为14?17L/min。
[0021] 表 1:配比一：
[0022]
【权利要求】
1. 一种控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的方法，其特征在于，包括采用GTAW堆焊 方法，以含有Ar和队的混合气体作为保护气体，通过控制保护气体中的N2的含量，来控制 奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量，当需要提高奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量时，降低保 护气体中的N2的含量，当需要降低奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量时，提高保护气体中的 队的含量。
2. 如权利要求1所述的控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的方法，其特征在于，所 述的保护气体中Ar的体积含量为98. 5%?99. 7%，N2的体积含量为0. 3%?1. 5%。
3. 如权利要求2所述的控制奥氏体不锈钢堆焊层铁素体含量的方法，其特征在于，所 述的保护气体中N2的体积含量为0. 8%。
【文档编号】B23K9/04GK104475922SQ201410789718
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月17日 优先权日:2014年12月17日
【发明者】何翔, 张政, 王磊, 张振民, 卢佳 申请人:上海锐迈重工有限公司, 上海锐迈五金有限公司, 苏州罗克莱堆焊科技有限公司