专利名称：随焊后热焊接法的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接方法。
背景技术：
焊缝和近缝区是焊接结构最薄弱的环节，其中一个重要原因是焊缝和近缝 区存在较大残余拉应力。残余拉应力的存在可能引起焊接裂纹、结构脆断、应 力腐蚀开裂和疲劳寿命降低等不良后果。重要结构往往需要焊后消除应力处理， 费工费时、消耗大量能源，热处理法消除应力还可能产生消除应力脆化和再热
裂纹等问题。况且，消除应力一般不能完全彻底，例如振动法只能消除大约50% 的残余应力，热处理法一般被认为是最有效的消除应力方法，理论上当加热温 度足够高时可以完全消除应力，但受各种因素的制约，加热温度不能太高，消 除应力效果受到影响。例如制造大型水轮机的0Crl4Ni5Mo钢的焊接试板，经 60(TC8小时热处理，焊接拉应力只消除12%，仍保留有接近其屈服强度的残余 拉应力。
关桥等研发的动态控制低应力无变形焊接技术，利用随焊喷水冷却刚刚凝 固的高温焊缝实现低应力无变形焊接，其装置原理图见附图1。采用该技术可使 常规焊接的低碳钢薄板焊缝中心的残余应力由300MPa的拉应力变为120MPa 的压应力或60MPa的拉应力(喷水位置与电弧中心之间距离分别为20mm和 30mm)，翘曲变形由30mm减少到lmm，效果明显，此项技术已获国家发明专 利(专利号ZL9310190.8)。在此方法中，喷水位置距离热源(电弧)中心仅20 30mm，即便采用专门装置，在稍有不慎情况下也可能使水蒸气进入熔池和电弧区，影响焊缝冶金质量。此法只能实现低应力、不能实现无应力焊接。低合金 钢焊接时容易产生冷裂纹(延迟裂纹)，常采用焊接后热来预防，这不仅增加工 序，费工费时费能源，还需要专用的加热设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种随焊后热焊接方法，以实现无应力、低应力、 压应力焊接，并且可预防焊接冷裂纹。
本发明提供的随焊后热焊接法，其特征在于随着焊接，在焊接热源后55
500mm距离内对焊件横断面进行加热，温度为250°C 850°C，随后自然冷却。 本发明提供的随焊后热焊接法，其后热可以是焊件整个横断面加热到等于 所焊接金属"力学熔点"(即升温时金属屈服强度开始为零的温度)至高于"力学 熔点"20'C的温度，以实现无应力焊接，更高温度的后热也能实现无应力焊接， 但存在浪费能源等缺点。后热温度低于"力学熔点"1 10(TC可实现低应力焊接。 本发明提供的随焊后热焊接法，其后热可以是对焊件近缝区两侧到板边金 属进行加热，后热温度高于悍缝和近缝区100 200°C，在焊缝和近缝区产生适 当残余压应力。
本发明提供的随焊后热焊接法，其后热可以是焊件整个横断面加热到250 350°C，以预防低合金钢焊接冷裂纹。
本发明提供的随焊后热焊接方法，其优点在于由于后热热源离焊接热源 较远(大于50mm)，又无水介质，不会干扰电弧，也不会影响焊缝冶金质量； 无应力、低应力焊接的实施可避免或降低焊接残余拉应力的危害，也去掉了焊 后消除应力工序，省工省时省能源；焊缝和近缝区存在适当压应力对预防应力 腐蚀开裂和提高疲劳寿命非常有益；采用随焊后热法可使焊接和预防冷裂纹的 焊接后热放在一个工序完成，这不仅省工省时省能源，还省去了专用加热设备。
图1为动态控制低应力无变形焊接装置原理图，
图2为随焊后热焊接方法原理图，
图中l-焊件，2-垫板，3-夹具，4-焊接热源，5-冷却喷嘴，6-后热加热区。
具体实施例方式
实施例l低碳钢板随焊后热无应力焊接(低碳钢的"力学熔点"为60(TC) 在焊接热源后60mm处用氧-乙炔火焰对所焊钢板整个横断面进行随焊后 热，温度为610'C，随后自然冷却。
低碳钢板焊缝和近缝区无焊接残余应力。
实施例2 LF6铝合金板随焊后热无应力焊接(LF6铝合金的"力学熔点"为 420。C)
在焊接热源后70mm处用氧-乙炔火焰对所焊铝合金板整个横断面进行随焊 后热，温度为440'C，随后自然冷却。
LF6铝合金板焊缝和近缝区无焊接残余应力。
实施例3 TC4钛合金板随焊后热无应力焊接(TC4钛合金的"力学熔点" 为800。C)
在焊接热源后65mm处用线状激光束对所焊钛合金板整个横断面进行随焊 后热，温度为80(TC，并用氩气进行保护，随后自然冷却。 TC4钛合金板焊缝和近缝区无焊接残余应力。
实施例4低碳钢板随焊后热低应力焊接(低碳钢的"力学熔点"为60(TC) 在焊接热源后80mm处用氧-乙炔火焰对所焊钢板整个横断面进行随焊后 热，温度为560'C，随后自然冷却。
低碳钢板焊缝和近缝区存在40MPa的低值残余拉应力。实施例5低碳钢板随焊后热压应力焊接
在焊接热源后200mm处用氧-乙炔火焰对近缝区两侧到板边金属进行随焊 后热，温度为500。C，随后自然冷却。
低碳钢板焊缝产生100MPa压应力，近缝区产生120MPa压应力。
实施例6 1Crl8Ni9Ti不锈钢板随焊后热压应力焊接
在焊接热源后220mm处用氧-乙炔火焰对近缝区两侧到板边金属进行随焊 后热，温度为500。C，随后自然冷却。
不锈钢焊缝产生120MPa的压应力，近缝区产生140MPa的压应力。
实施例7 30CrMnSiNiA钢随焊后热预防焊接冷裂纹
在焊接热源后240mm处用氧-乙炔火焰对焊件整个横断面后热到300。C，随 后自然冷却。
焊件没有产生冷裂纹。
权利要求
1、随焊后热焊接法，其特征在于随着焊接，在焊接热源后55～500mm距离内对焊件横断面进行加热，温度为250℃～850℃，随后自然冷却。
2、 按照权利要求1所述的随焊后热焊接方法，其特征在于所述焊件整个 横断面后热的温度低于所焊接金属"力学熔点"100'C至高于"力学熔点"2(TC的温度。
3、 按照权利要求1所述的随焊后热焊接方法，其特征在于所述后热的焊件横断面，近缝区两侧到板边金属温度高于焊缝和近缝区100 200°C。
4、 按照权利要求1所述的随焊后热焊接方法，其特征在于所述焊件整个横断面后热的温度为250 350°C。
全文摘要
本发明提供的随焊后热焊接法，其特征在于随着焊接，在焊接热源后55～500mm距离内对焊件横断面进行加热，温度为250℃～850℃，随后自然冷却。本发明提供的随焊后热焊接方法，其优点在于由于后热热源离焊接热源较远(大于50mm)，又无水介质，不会干扰电弧，也不会影响焊缝冶金质量；无应力、低应力焊接的实施可避免或降低焊接残余拉应力的危害，也去掉了焊后消除应力工序，省工省时省能源；焊缝和近缝区存在适当压应力对预防应力腐蚀开裂和提高疲劳寿命非常有益；较低温度(250～350℃)随焊后热可预防焊接冷裂纹，还可省去焊接后热工序，省工省时省能源并且省去专用加热设备。
文档编号C21D9/50GK101413050SQ20071015751
公开日2009年4月22日 申请日期2007年10月17日 优先权日2007年10月17日
发明者王者昌 申请人:王者昌