专利名称：一种延长高强度金属壳体使用寿命的焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接方法，尤其是一种延长高強度金属壳体使用寿命的焊接方法。
背景技术：
随着国内综合采煤机械化水平的不断提高，对大功率采煤机的可靠性要求也越来越高，尤其是对采煤机箱体和摇臂壳体的材料及其力学性能提出了新的要求。然而现有大功率壳体类(摇臂)所使用的大多是ZG25MnNi、ZG270-500普通强度钢，这两种材料的综合机械性能虽然比较好，但它们正火的硬度都比较低，強度也不高，在现行的高强度采煤和恶劣的エ况条件越来越显得不相适应，尤其是壳体焊接部位在使用不久后容易出现裂纹、漏水、漏油现象，严重的壳体(摇臂)部位甚至发生变形、耳部扭脱等质量问题，使采煤机壳体使用寿命大大缩短。 并且以往使用的焊接エ艺參数不佳，焊材强度不够，焊接电流偏大等原因，常引起焊缝裂纹、夹渣、咬边等缺陷。针对以上情況，申请人对高强度耐磨钢铸钢CrNiMo的性能进行研究，通过理论与实践相结合，对铸钢CrNiMo试验材料进行系统的エ艺试验，确定了铸钢CrNiMo是适合当前壳体类零件使用的材料，并研究出一套较为完善的热处理方案及焊接エ艺，使其得到的各项性能指标能较好满足大功率煤机壳体用材料的使用条件。
发明内容
发明目的针对现有技术的不足，我们经过长期的实践探索，发明了ー种延长高强度金属壳体使用寿命的焊接方法。技术方案为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为ー种延长高强度金属壳体使用寿命的焊接方法，采用高強度耐磨钢CrNiMo作为焊接基材，所述焊接方法包括以下七道エ序第一道エ序，焊接前准备采用热切割方法将焊接基材的焊接端切割成单边V型坡ロ焊件，具体为首先进行垂直平行切割，再对正、反坡ロ加工，所述单边V型坡ロ焊件的坡口角度的允差为±5°，钝边高±2_ ；焊接前仔细清除焊丝及焊件表面的油污、锈蚀及水溃，減少焊缝中含氢量，检查CO2焊机送丝顺畅情况和气体流量情况，焊条使用前利用放烘箱烘干，拿出后放入保温桶，带到施工现场。第二道エ序，点固焊焊前对母材局部加热，焊接板材时用焊丝将板材点焊固定在母材上，每隔一定距离点焊ー个位置，对称物件从中央向首尾方向点焊，并左右方向对称点焊。第三道エ序，焊件预热
对第二道步エ序件进行时长为30分钟的恒温预热，预热温度范围在300°C到400°C之间。第四道エ序，焊接施工对第三道エ序件采用手工CO2气体保护焊沿焊缝中部向两头行走，先焊里ロ后焊外ロ，焊接方向由中间向两边施焊，当遇到纵横交叉的焊缝，先焊端焊缝后焊边焊縫，当焊件长度超过ー米时，采用分中对称焊或逐步退焊法；当焊件上平角焊和立角焊同时存在吋，应先焊立角焊后焊平角焊，先焊短焊缝后焊长焊縫。如果是采用焊丝进行焊接的时候，采用焊丝CHT711药芯焊丝。焊接施工过程中使用CO2保护气，所述CO2保护气由80%的CO2和20%的Ar混合而成。每焊完一道将焊渣清理干净，并检查焊缝中有无气孔、裂纹，有气孔、裂纹时，将其彻底清除后，再继续焊接下一道焊缝，焊接结束前进行收弧操作。第五道エ序，打磨 焊接完成后，用角磨机对焊缝边缘及周边基体进行圆滑过渡打磨，去除焊接过程中产生的焊丝药皮飞溅物，并将相邻表面修磨光滑。第六道エ序，消氢处理和热处理冷裂纹是焊接高强度钢的主要问题，在高強度钢焊接裂纹缺陷形成中热裂纹一般仅占10%，而冷裂纹占到了 90%。引起冷裂纹的主要原因是材料的淬硬组织和含氢量，所以要进行消氢处理和热处理。焊接完成之后，焊缝的温度还处于100°C以上，为了加速焊接接头中氢的逸出，防止冷裂纹产生，对于高強度钢尤为重要首先将第五道エ序件置于300-400°C的温度环境下，时间范围为2-6h，进行消氢；然后将エ件放置于恒定温度为500-600°C的环境里，时间范围为4-6h，进行热处理，最后进行缓慢冷却。第七道エ序，无损检测对第六道エ序件的焊缝进行着色或磁粉探伤检验，焊缝经探伤检验如果发现缺陷，则对缺陷部位进行修补，采用手工焊对缺陷部位进行修补，用碳弧气刨对缺陷部位批槽，形状为中间缺陷部位较深，两端渐浅逐渐向内表面过渡，然后用砂轮机打磨除去坡ロ处的碳化物，经着色或磁粉探伤检查确认无缺陷后，再按上述エ艺进行补焊，焊接完毕。有益效果本发明与现有技术相比，其有益效果是I、本发明适用于低、中碳合金高强度钢的大型件焊接，其焊接生产率高、抗裂性能好，焊接变形小；2、本发明选材合理，强度较高，焊接电流控制在一定范围，减少裂纹缺陷的发生机率；3、本发明中焊后进行了消氢处理，确保焊接接头中残余氢及扩散时逸出，减少延迟裂纹的产生；4、从实施的角度看，本发明エ艺过程设计合理，操作方便可行。
具体实施例方式下面通过ー个最佳实施例，对本技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。
一种延长高強度金属壳体使用寿命的焊接方法，所述高强度金属壳体采用高強度耐磨钢CrNiMo作为焊接基材焊接为金属壳体，焊接施工流程如下焊前准备一点固焊一预热一施焊一打磨一消氢处理及热处理一无损检測。焊接エ艺參数选用I、焊材本发明考虑到高強度CrNiMo钢的冷裂纹倾向较大，为了获得更多的韧性储备以获得更好的抗冲击、抗裂纹性，我们选用焊丝CHT711药芯焊丝，其熔敷效率高，全位置焊接エ艺性能佳，亦可立向下焊。熔敷金属化学成分如表1-1所示。表1-1 :
权利要求
1.一种延长高強度金属壳体使用寿命的焊接方法，所述高强度金属壳体采用高强度耐磨钢CrNiMo作为焊接基材焊接为金属壳体，其特征在于所述ー种延长高強度金属壳体使用寿命的焊接方法包括以下エ序 第一道エ序，焊接前准备 采用热切割方法将焊接基材的焊接端切割成单边V型坡ロ焊件，具体为首先进行垂直平行切割，再对正、反坡ロ加工； 焊接前仔细清除焊丝及焊件表面的油污、锈蚀及水溃，減少焊缝中含氢量，检查C02焊机送丝顺畅情况和气体流量情况，焊条使用前利用放烘箱烘干，拿出后放入保温桶，带到施エ现场； 第二道エ序，点固焊 焊前对母材局部加热，焊接板材时用焊丝将板材点焊固定在母材上，每隔一定距离点焊ー个位置，对称物件从中央向首尾方向点焊，并左右方向对称点焊； 第三道エ序，焊件预热 对第二道步エ序件进行时长为30分钟的恒温预热，预热温度范围在300°C到400°C之间； 第四道エ序，焊接施工 对第三道エ序件采用手工CO2气体保护焊沿焊缝中部向两头行走，先焊里ロ后焊外ロ，焊接方向由中间向两边施焊，当遇到纵横交叉的焊缝，先焊端焊缝后焊边焊縫，当焊件长度超过ー米时，采用分中对称焊或逐步退焊法；当焊件上平角焊和立角焊同时存在吋，应先焊立角焊后焊平角焊，先焊短焊缝后焊长焊缝； 每焊完一道将焊渣清理干净，并检查焊缝中有无气孔、裂纹，有气孔、裂纹时，将其彻底清除后，再继续焊接下一道焊缝，焊接结束前进行收弧操作； 第五道エ序，打磨 焊接完成后，用角磨机对焊缝边缘及周边基体进行圆滑过渡打磨，去除焊接过程中产生的焊丝药皮飞溅物，并将相邻表面修磨光滑； 第六道エ序，消氢处理和热处理 焊接完成之后，首先将第五道エ序件置于300-400°C的温度环境下，时间范围为2-6h，进行消氢，然后将エ件放置于恒定温度为500-600°C的环境里，时间范围为4-6h，进行热处理，最后缓慢冷却； 第七道エ序，无损检测 对第六道エ序件的焊缝进行着色或磁粉探伤检验，焊缝经探伤检验如果发现缺陷，则对缺陷部位进行修补，采用手工焊对缺陷部位进行修补，用碳弧气刨对缺陷部位批槽，形状为中间缺陷部位较深，两端渐浅逐渐向内表面过渡，然后用砂轮机打磨除去坡ロ处的碳化物，经着色或磁粉探伤检查确认无缺陷后，再按上述エ艺进行补焊，焊接完毕。
2.根据权利要求I所述的ー种延长高強度金属壳体使用寿命的焊接方法，其特征在于所述单边V型坡ロ焊件的坡口角度的允差为±5°，钝边高±2mm。
3.根据权利要求I所述的ー种延长高強度金属壳体使用寿命的焊接方法，其特征在于所述焊接施工过程中使用CO2保护气，所述CO2保护气中CO2和Ar的体积比为4:1。
4.根据权利要求I所述的ー种延长高強度金属壳体使用寿命的焊接方法，其特征在于采用焊丝进行焊接的时候，采用焊丝CHT711药芯焊丝。 ·
全文摘要
本发明公开了一种延长高强度金属壳体使用寿命的焊接方法，采用高强度耐磨钢CrNiMo作为焊接基材，所述焊接方法包括焊接前准备、点固焊、焊件预热、焊接施工、打磨和无损检测。本发明适用于低、中碳合金高强度钢的大型件焊接，其焊接生产率高、抗裂性能好，焊接变形小，而且本发明选材合理，强度较高，焊接电流控制在一定范围，减少裂纹缺陷的发生机率，本发明中焊后进行了消氢处理，确保焊接接头中残余氢及扩散时逸出，减少延迟裂纹的产生。
文档编号B23K33/00GK102825367SQ20121034891
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月19日 优先权日2012年9月19日
发明者戴建平, 袁岳东, 李建波, 陈烜 申请人:常熟天地煤机装备有限公司