30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法
【技术领域】
[0001]本发明30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，属于压力容器的焊接技术领域。
【背景技术】
[0002]30CrMnSiA是一种典型的Cr_Mn_Si系统的中碳调质钢，其特点是高的比强和高硬度(例如作为火箭外壳和装甲钢等)，适合使用在高强度焊接结构件中，可用于筒形压力容器等高强度承力件。但这类钢的淬透性很大，可焊性较差，焊接工艺非常复杂。
[0003]传统上基于工艺、设备的限制，对于结构上要求熔透的焊缝，为了保证焊接质量，普遍采用清跟后双面焊接的方法。但目前的产品中有很多无法实现双面焊的结构，只能采用单面焊双面成型的方法，这对焊接参数以及焊工的操作技能要求都很严格，而且焊缝成型质量差，合格率较低。
[0004]此类结构件的加工工艺流程通常是先焊接后机加，焊接后设置机加工艺余量，能够保证成品尺寸的机加要求。但是，对于成品条件下此类结构件焊缝出现裂纹缺陷的补焊修复工艺方法，尚缺乏研究。
【发明内容】
[0005]本发明克服现有技术存在的不足，所要解决的技术问题是提供一种30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，能够高合格率地完成在成品条件下的产品缺陷修复。
[0006]为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，按照以下步骤进行加工:
第一步，选择补焊的焊接方法，确定焊接工艺参数以及去应力热处理工艺参数；
第二步，确定补焊的坡口形式及尺寸，制备焊接坡口，坡口角度大于45 °，焊接钝边1 ?2mm ；
第三步，补焊前预热，采用局部预热或加热炉整体预热的方式，预热温度为300?350 °C ；
第四步，补焊，以选定的焊条及焊接电流等工艺参数进行补焊；
第五步，去应力处理，补焊后立即进炉进行低温回火热处理，温度为200?250°C，时间17?19小时，并随炉冷却至常温；
第六步，探伤检测，补焊完成待冷却至室温后，采用X射线探伤方式检查补焊处质量。
[0007]所述的第一步补焊的焊接方法选定手工电弧焊方式进行补焊。
[0008]所述手工电弧焊焊接方式采用多层焊措施，每焊完一层必须将该层焊缝的熔渣、飞溅、表面缺陷等仔细清理干净后方再进行下一层焊缝的焊接。
[0009]所述第四步的补焊期间，层间温度不低于270°C。
[0010]所述第二步的焊接坡口制备为机械制备或手工制备。
[0011]本发明同现有技术相比所具有的有益效果是:采用包括确定各项流程工艺参数、焊缝缺陷制备坡口、补焊、去应力及探伤检测等工艺流程，完成产品在成品条件下的产品缺陷修复，且合格率高。
【具体实施方式】
[0012]30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，按照以下步骤进行加工:
第一步，选择补焊的焊接方法，确定焊接工艺参数以及去应力热处理工艺参数；
第二步，确定补焊的坡口形式及尺寸，制备焊接坡口，坡口角度大于45 °，焊接钝边1 ?2mm ；
第三步，补焊前预热，采用局部预热或加热炉整体预热的方式，预热温度为300?350 °C ；
第四步，补焊，以选定的焊条及焊接电流等工艺参数进行补焊；
第五步，去应力处理，补焊后立即进炉进行低温回火热处理，温度为200?250°C，时间17?19小时，并随炉冷却至常温；
第六步，探伤检测，补焊完成待冷却至室温后，采用X射线探伤方式检查补焊处质量。
[0013]所述的第一步补焊的焊接方法选定手工电弧焊方式进行补焊。
[0014]所述手工电弧焊焊接方式采用多层焊措施，每焊完一层必须将该层焊缝的熔渣、飞溅、表面缺陷等仔细清理干净后方再进行下一层焊缝的焊接。补焊过程中，应尽量避免补焊完成一处，再去补焊下一处的方式。
[0015]所述第四步的补焊期间，层间温度不低于270°C。
[0016]所述第二步的焊接坡口制备为机械制备或手工制备。
[0017]当多处补焊、且每处补焊工作量较大时，焊缝坡口角度大，焊缝金属填充多，引起的焊接变形也较大，考虑到在成品条件下焊接时的变形问题，采用手工电弧焊时应采取“跳焊”补焊的方式，防止补焊处局部热输入过大，产生较大的焊接残余应力。
[0018]补焊过程中，应避免产生咬边、堆高过大、未熔合以及根部未焊透等缺陷，消除产生应力集中源隐患。
[0019]以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。壁厚11mm的30CrMnSiA成品焊缝裂纹补焊，按照以下步骤进行加工:
第一步，选择补焊的焊接方法为手工电弧焊方式，确定焊接工艺参数以及去应力热处理工艺参数:选定焊条J107Cr，直径Φ3.2?4mm，采用Φ 3.2mm焊条焊接，焊接电流100?150A，盖面焊时允许采用Φ4mm焊条，焊接电流180?230A ;考虑到补焊时局部易产生较大的焊接残余应力，引起“边补边裂”的问题，宜采取补焊前、补焊过程中、补焊后适当的热处理措施，选定热处理工艺参数；
第二步，确定补焊的坡口形式及尺寸，机械制备焊接坡口，坡口角度大于45°，焊接钝边1?2mm ；
第三步，补焊前预热，采用加热炉整体预热的方式，预热温度为300?350°C ;
第四步，补焊，以选定的焊条及焊接电流等工艺参数进行补焊，补焊过程中，注意应保证层间温度不低于270°C，当温度低于270°C时且补焊工作未完成时，应及时重新进加热炉加热至300?350°C时，再出炉进行补焊；
第五步，去应力处理，补焊后立即进炉进行低温回火热处理，温度为200?250°C，时间17?19小时，并随炉冷却至常温，消除焊接残余应力；
第六步，探伤检测，补焊完成待冷却至室温后，采用X射线探伤方式检查补焊处质量。
[0020]上面对本发明的实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
【主权项】
1.30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，其特征在于按照以下步骤进行加工: 第一步，选择补焊的焊接方法，确定焊接工艺参数以及去应力热处理工艺参数； 第二步，确定补焊的坡口形式及尺寸，制备焊接坡口，坡口角度大于45 °，焊接钝边1 ?2mm ； 第三步，补焊前预热，采用局部预热或加热炉整体预热的方式，预热温度为300?350 °C ； 第四步，补焊，以选定的焊条及焊接电流等工艺参数进行补焊； 第五步，去应力处理，补焊后立即进炉进行低温回火热处理，温度为200?250°C，时间17?19小时，并随炉冷却至常温； 第六步，探伤检测，补焊完成待冷却至室温后，采用X射线探伤方式检查补焊处质量。2.根据权利要求1所述的30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，其特征在于:所述的第一步补焊的焊接方法选定手工电弧焊方式进行补焊。3.根据权利要求2所述的30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，其特征在于:所述手工电弧焊焊接方式采用多层焊措施，每焊完一层必须将该层焊缝的熔渣、飞溅、表面缺陷等仔细清理干净后方再进行下一层焊缝的焊接。4.根据权利要求3所述的30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，其特征在于:所述第四步的补焊期间，层间温度不低于270°C。5.根据权利要求4所述的30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，其特征在于:所述第二步的焊接坡口制备为机械制备或手工制备。
【专利摘要】本发明30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，属于压力容器的焊接技术领域；所要解决的技术问题是提供一种30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，高合格率地完成在成品条件下的产品缺陷修复；采用的技术方案是：30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法，按照以下步骤进行加工：第一步，选择补焊的焊接方法，确定焊接工艺参数及去应力热处理工艺参数，第二步，确定补焊的坡口形式及尺寸，制备焊接坡口，第三步，补焊前预热，第四步，以选定的焊条及焊接电流等工艺参数进行补焊，第五步，去应力处理，第六步，采用X射线探伤方式检查补焊处质量；本发明用于30CrMnSiA焊接结构件成品条件下焊缝的裂纹补焊。
【IPC分类】B23K9/02, B23K9/235, B23K9/23
【公开号】CN105252109
【申请号】CN201510721606
【发明人】郭旭东, 马健, 魏建国, 李伟, 王建国, 杨永芳
【申请人】长治清华机械厂, 中国运载火箭技术研究院
【公开日】2016年1月20日
【申请日】2015年10月30日