一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法与流程

本发明涉及一种防止炼钢转炉结构裂纹的方法，特别涉及一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法。

背景技术：
转炉托圈冷却系统中，耳轴与隔板焊接是托圈装置制造技术关键之一。耳轴材料为锻钢，牌号为SF440A，壁厚为300毫米,内径为600毫米；隔板材料为不锈钢，牌号为SUS304，厚度为30毫米。焊接方法为焊条电弧焊，焊条型号为E309。由于该结构拘束度大，焊接裂纹时有发生。在转炉制造史上，曾有过焊接裂纹延伸到耳轴内部的案例，教训惨痛。为了解决焊接裂纹的问题，国内外焊接工作者采取很多措施，有大幅度提供焊接预热温度的，有采用四点留间隙后补焊的，但均不能从根本上解决焊接裂纹问题。

技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法，该方法采用预堆过渡层、留有膨胀间隙、圆周焊缝分二步焊接且分段退焊等方式，解决焊接裂纹问题。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法，所述方法包括以下过程：1）针对耳轴与隔板结构，先将耳轴内孔待焊区打磨，对打磨区进行渗透探伤，检测确定无裂纹缺陷后，开始堆焊奥氏体焊接材料；2）待堆焊金属冷却到室温以后，对堆焊面进行渗透探伤检测，确定堆焊层无裂纹缺陷；3）用厚纸板剪制堆焊后内孔样板，样板直径减去2毫米作为隔板直径，按此直径加工隔板；4）安装隔板时，预留隔板与耳轴孔台阶有2毫米间隙；5）对隔板的环焊缝焊接；隔板环焊缝的焊接顺序是先焊圆周上半周，采用立向上方向，分段退焊；隔板环焊缝需要四层焊缝能够填满，焊接一至三层时，要采用分二段退焊；从第四层开始不分段退焊，一直焊至与坡口平齐；盖面焊缝焊接时，分别从时钟6点至12点位置逆时针与顺时针同时焊接，采用窄焊道多道焊；6）焊后进行渗透探伤检测。所述的一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法，所述堆焊分二层，厚度为5毫米，堆焊层宽度40毫米，堆焊的焊条型号为E309-15，焊条直径为Φ3.2毫米，焊接电流75-90安培，电弧电压24-25伏特，焊接速度10厘米/分钟；堆焊时采用焊条小摆动技术；堆焊前预热温度为50-80℃，道间温度不大于100℃。所述的一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法，所述隔板的环焊缝焊接采用的焊条型号为E309-15，焊条直径为Φ3.2毫米，焊接电流75-90安培，电弧电压24-25伏特，焊接速度10厘米/分钟；焊接时采用小摆动技术；焊前需预热温度为50-80℃，道间温度不大于100℃。所述的一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法，所述隔板环焊缝的焊接顺序是先焊圆周上半周，采用立向上方向，分段退焊，由两名焊工分别同时施焊，一名焊工焊接从时钟3点至12点位置，先焊第6段焊缝，后焊第5段焊缝；另一名焊工焊接从9点至12点位置，先焊第7段焊缝，后焊第8段焊缝。所述的一种防止炼钢转炉耳轴隔板结构裂纹的方法，所述隔板环焊缝的焊接顺序为上半周焊接结束后，焊接圆周下半周，焊接过程与上半周相似，采用立向上方向，分段退焊，由两名焊工分别同时施焊，一名焊工焊接从时钟6点至3点位置，先焊第12段焊缝，后焊第11段焊缝，另一名焊工焊接从6点至9位置，先焊第9段焊缝，后焊第10段焊缝。本发明的优点与效果是：本发明首先在耳轴上采用预堆过渡层技术，利用过渡层释放焊接时产生的焊接应力。在隔板与耳轴间留有一定间隙，使得隔板焊接时有膨胀的空间，能够降低耳轴焊接接头拘束应力。将整体圆周焊缝分二步四段焊接且分段退焊等方式，解决了焊接耳轴和隔板产生裂纹问题。附图说明图1为耳轴和隔板结构示意图；图2为堆焊过渡层示意图；图3隔板坡口和预留间隙示意图；图4为环焊缝焊接顺序示意图。具体实施方式下面结合实施例对本发明进行详细说明。实施例1：1、耳轴与隔板结构如图1所示。先将耳轴内孔待焊区打磨，对打磨区进行渗透探伤，检测确定无裂纹缺陷后，开始堆焊奥氏体焊接材料。堆焊分二层，厚度为5毫米，堆焊层宽度40毫米，如图2所示。堆焊的焊条型号为E309-15，焊条直径为Φ3.2毫米，焊接电流75安培，电弧电压24伏特，焊接速度10厘米/分钟。堆焊时采用焊条小摆动技术。堆焊前预热温度为50℃，道间温度不大于100℃。在耳轴堆焊奥氏体焊接材料，由于拘束应力小，而且没有扩散氢影响，所有，不会在耳轴热影响区产生冷裂纹。2、待堆焊金属冷却到室温以后，对堆焊面进行渗透探伤检测，确定堆焊层无裂纹缺陷。3、用厚纸板剪制堆焊后内孔样板，样板直径减去2毫米作为隔板直径，按此直径加工隔板。隔板直径比堆焊后内孔小2毫米的目的是，安装隔板后，确保隔板与耳轴之间有合适的焊缝间隙，如果隔板与堆焊后内孔没有间隙，会造成焊接应力加大，形成焊接裂纹。4、安装隔板时，预留隔板与耳轴孔台阶有2毫米间隙，如图3所示，为隔板膨胀时留出空间，使隔板能够自由伸缩，降低耳轴焊接热影响区收缩应力；5、隔板的环焊缝焊接，采用的焊条型号为E309-15，焊条直径为Φ3.2毫米，焊接电流75安培，电弧电压24伏特，焊接速度10厘米/分钟。焊接时采用小摆动技术。焊前需预热温度为50℃，道间温度不大于100℃。6、隔板环焊缝的焊接顺序是先焊圆周上半周，采用立向上方向，分段退焊，由两名焊工分别同时施焊，一名焊工焊接从时钟3点至12点位置，先焊第6段焊缝，后焊第5段焊缝。另一名焊工焊接从9点至12点位置，先焊第7段焊缝，后焊第8段焊缝。上半周焊接结束后，焊接圆周下半周，焊接过程与上半周相似，采用立向上方向，分段退焊，由两名焊工分别同时施焊，一名焊工焊接从时钟6点至3点位置，先焊第12段焊缝，后焊第11段焊缝。另一名焊工焊接从6点至9位置，先焊第9段焊缝，后焊第10段焊缝。7、隔板环焊缝需要四层焊缝能够填满，焊接一至三层时，都要采用分二段退焊。从第四层开始不必分段退焊，一直焊至与坡口平齐。盖面焊缝焊接时，分别从时钟6点至12点位置逆时针与顺时针同时焊接，采用窄焊道多道焊。焊后进行渗透探伤检测，未发现裂纹等缺陷。实施例2：1、耳轴与隔板结构如图1所示。先将耳轴内孔待焊区打磨，对打磨区进行渗透探伤，检测确定无裂纹缺陷后，开始堆焊奥氏体焊接材料。堆焊分二层，厚度为6毫米，堆焊层宽度45毫米，如图2所示。堆焊的焊条型号为E309-15，焊条直径为Φ3.2毫米，焊接电流90安培，电弧电压25伏特，焊接速度15厘米/分钟。堆焊时采用焊条小摆动技术。堆焊前预热温度为80℃，道间温度不大于100℃。在耳轴堆焊奥氏体焊接材料，由于拘束应力小，而且没有扩散氢影响，所有，不会在耳轴热影响区产生冷裂纹。2、待堆焊金属冷却到室温以后，对堆焊面进行渗透探伤检测，确定堆焊层无裂纹缺陷。3、用厚纸板剪制堆焊后内孔样板，样板直径减去2毫米作为隔板直径，按此直径加工隔板。隔板直径比堆焊后内孔小2毫米的目的是，安装隔板后，确保隔板与耳轴之间有合适的焊缝间隙，如果隔板与堆焊后内孔没有间隙，会造成焊接应力加大，形成焊接裂纹。4、安装隔板时，预留隔板与耳轴孔台阶有2毫米间隙，如图3所示，为隔板膨胀时留出空间，使隔板能够自由伸缩，降低耳轴焊接热影响区收缩应力。5、隔板的环焊缝焊接，采用的焊条型号为E309-15，焊条直径为Φ3.2毫米，焊接电流90安培，电弧电压25伏特，焊接速度15厘米/分钟。焊接时采用小摆动技术。焊前需预热温度为80℃，道间温度不大于100℃。6、隔板环焊缝的焊接顺序是先焊圆周上半周，采用立向上方向，分段退焊，由两名焊工分别同时施焊，一名焊工焊接从时钟3点至12点位置，先焊第6段焊缝，后焊第5段焊缝。另一名焊工焊接从9点至12点位置，先焊第7段焊缝，后焊第8段焊缝。上半周焊接结束后，焊接圆周下半周，焊接过程与上半周相似，采用立向上方向，分段退焊，由两名焊工分别同时施焊，一名焊工焊接从时钟6点至3点位置，先焊第12段焊缝，后焊第11段焊缝。另一名焊工焊接从6点至9位置，先焊第9段焊缝，后焊第10段焊缝。7、隔板环焊缝需要四层焊缝能够填满，焊接一至三层时，都要采用分二段退焊。从第四层开始不必分段退焊，一直焊至与坡口平齐。盖面焊缝焊接时，分别从时钟6点至12点位置逆时针与顺时针同时焊接，采用窄焊道多道焊。焊后进行渗透探伤检测，未发现裂纹等缺陷。