一种炼钢大包回转台板材的焊接方法
【专利摘要】本发明公开了一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其技术方案如下：第一步：板材的坡口加工；第二步：焊件的组装；第三步：焊前预热；第四步：焊接设备及材料选择；第五步：大包回转台的焊接；第六步：焊后处理；第七步：无损检测，所有焊缝在焊接完成24小时后进行100%超声波检测。本发明所提出的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，可确保钢大包回转台焊接一次成功，降低甚至消除了冷裂纹的产生，保证了大包回转台一定的低温韧性，同时提高了大包回转台的焊接效率，保证了焊缝焊接质量，降低了生产成本。
【专利说明】一种炼钢大包回转台板材的焊接方法
【技术领域】
[0001]本发明属于炼钢设备的焊接工艺，具体的是一种炼钢大包回转台 板材的焊接方法。
【背景技术】
[0002]大包回转台用于将钢包内的钢水从初始位置运送到铸造位置，升降臂可以独立升降，由于位于180°两个方向分别有一个钢包座，所以可以实现连续铸造，回转台的尺寸为6450*5520*3120，板最厚处达130mm，最薄处达40mm，重量368t，在回转台支架上可以同时放置两个钢包的钢水。传统的大包回转台主要采用Q345B钢制造，焊接方法主要采取手工电弧焊来焊接；因Q345B钢属于普通低合金高强度钢，屈服点为345MPa，20°C时的冲击功为不小于34J，S、P含量小于等于0.04%，在正常情况下，这种钢的碳当量为0.4%以下，焊接性良好，但在低温、露天作业或者刚性大、大厚板情况下焊接时，容易出现冷裂纹，同时由于钢中S、P杂质含量相对较高，低温韧性较差，严重影响了大包回转台的使用寿命，由于大包回转台主要作用是承重，要求必须具备一定的抗层状撕裂性能，而传统的Q345B板不具备这一性能。同时，在制造过程中，传统的手工电焊焊操作，不但耗费大量的人力、物力，工作效率极其低下，而且焊缝很容易出现夹渣、裂纹等致命的缺陷，带来了巨大的损失。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，降低甚至消除冷裂纹的产生，保证大包回转台板材具备一定的低温韧性，同时提高大包回转台的焊接效率，保证焊缝焊接质量，
降低生产成本。
[0004]为实现上述技术效果，本发明一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其技术方案如下:
第一步:板材的坡口加工，由于是厚板，坡口采用数控火焰切割机切割，再采取人工修磨，对于超过40mm厚的钢板，为防止产生焊接变形，采取不对称X型坡口，矫正一侧已产生的微量焊接变形；为防止切割过程中产生新的热裂纹，采取超声波或磁粉探伤对坡口边缘50-100mm范围内的母材进行检测,确认无裂纹为合格；
第二步:焊件的组装，焊件在组装时，不可强力装配，尽量保持自然状态；
第三步:焊前预热，预热方式采取火焰加热，同时用测温枪进行测量，确保预热温度达到规定的要求，一方面可以降低焊接接头的变形及焊接温差应力，另一方面使焊接及热影响区的硬度和脆性降低，从而减小钢材的淬硬倾向；
第四步:焊接设备及材料选择，焊接时采取手工电弧焊打底，C02气体保护焊填充盖面的焊接方法，C02气体保护焊焊接设备选用平硬特性直流电源，极性采用直流反接，焊丝选用H08Mn2SiA，直径Φ 1.6，焊丝使用前去油去锈，焊丝的伸出长度为焊丝直径的10倍，C02气体使用前进行去水处理，防止焊接过程中混入水蒸气，C02气体的流量取15-25L/min，C02气体的纯度应大于99.5%，当压力降至0.98MPa时，禁止使用；
第五步:大包回转台板材的焊接，先焊坡口较大的一侧，待焊缝厚度达三分之一时，再焊坡口较小的一侧焊缝直至全部焊完，用以抵消另一侧焊缝产生的焊接变形，再将坡口较大一侧剩余三分之二厚度的焊缝全部焊完；
第六步:焊后处理，每道焊缝焊完后应立即进行消除应力的退火处理，升温速度按(500C /h，采用< 50°C /h的速度缓冷；
第七步:无损检测，所有焊缝在焊接完成24小时后进行100%超声波检测。
[0005]所述炼钢大包回转台材质采用Q34OT+Z35钢，由于S、P含量较少，所以在焊接过程产生热裂纹的倾向小，同时低温韧性好。
[0006]为避免粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织等而降低韧性，焊接过程中，采取等速送丝方式，电流I=330-350A，电压U=33-35V，焊接速度控制在25_40cm/min以内，焊接线能量≤20 kj/cm。
[0007]为消除氢致残余应力的影响，当焊缝焊完后，立即后热处理，对焊件加热到不低于300°C并保温2小时，当加热到大于350°C时，效果最佳，可将扩散氢全部去除。
[0008]为进一步保证焊接质量，在焊接过程中，控制焊接环境风速小于2.0m/s。
[0009]本发明所提出的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，可确保钢大包回转台板材焊接一次成功，降低甚至消除了冷裂纹的产生，保证了大包回转台一定的低温韧性，同时提高了大包回转台的焊接效率，保证了焊缝焊接质量，降低了生产成本。
【具体实施方式】
[0010]一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其技术方案如下:
第一步:板材的坡口加工，由于是厚板，坡口采用数控火焰切割机切割，再采取人工修磨，对于超过40mm厚的钢板，为防止产生焊接变形，采取不对称X型坡口，矫正一侧已产生的微量焊接变形；为防止切割过程中产生新的热裂纹，采取超声波或磁粉探伤对坡口边缘50-100mm范围内的母材进行检测,确认无裂纹为合格；
第二步:焊件的组装，焊件在组装时，不可强力装配，尽量保持自然状态；
第三步:焊前预热，预热方式采取火焰加热，同时用测温枪进行测量，确保预热温度达到规定的要求，一方面可以降低焊接接头的变形及焊接温差应力，另一方面使焊接及热影响区的硬度和脆性降低，从而减小钢材的淬硬倾向；
第四步:焊接设备及材料选择，焊接时采取手工电弧焊打底，C02气体保护焊填充盖面的焊接方法，C02气体保护焊焊接设备选用平硬特性直流电源，极性采用直流反接，焊丝选用H08Mn2SiA，直径Φ 1.6，焊丝使用前去油去锈，焊丝的伸出长度为焊丝直径的10倍，C02气体使用前进行去水处理，防止焊接过程中混入水蒸气，C02气体的流量取15-25L/min，C02气体的纯度应大于99.5%，当压力降至0.98MPa时，禁止使用；
第五步:大包回转台板材的焊接，先焊坡口较大的一侧，待焊缝厚度达三分之一时，再焊坡口较小的一侧焊缝直至全部焊完，用以抵消另一侧焊缝产生的焊接变形，再将坡口较大一侧剩余三分之二厚度的焊缝全部焊完；
第六步:焊后处理，每道焊缝焊完后应立即进行消除应力的退火处理，升温速度按(500C /h，采用< 50°C /h的速度缓冷；第七步:无损检测，所有焊缝在焊接完成24小时后进行100%超声波检测。
[0011]所述炼钢大包回转台材质采用Q34OT+Z35钢，由于S、P含量较少，所以在焊接过程产生热裂纹的倾向小，同时低温韧性好；Q34OT+Z35化学成分和机械性能参数如下C ≤0.18 Si ^ 0.50 Mn ^ 1.70 P ≤ 0.03 S ≤ 0.025 Nb ( 0.07 Ni ≤ 0.5Cu ^ 0.3 Cr ^ 0.3 Mo ^ 0.1 V ≤ 0.15 屈服强度 σ s ≤ 345MPa，抗拉强度σ b=450-630 MPa，伸长率δ≥21%，_20°C的冲击功≥34J ;Q34OT+Z35碳当量计算Ce=C +Mn/6 + ( Ni+ Cu) /15 + (Cr+ Mo+V) /5 (%) =0.46%。
[0012]Q345D+Z35钢由于S、P含量较少，所以在焊接过程产生热裂纹的倾向不大，同时低温韧性较好，由于这种钢的碳当量为0.46%，有一定的淬硬倾向，正常情况下，焊接性优良。但在刚性大，中厚板、冷却速度快的情况下，溶解在焊缝中的氢来不及扩散，最终保留在焊缝中，当焊缝受外力作用时，这些氢会慢慢释放出来，形成氢致延迟裂纹，尤其在厚板焊接时，这种冷裂倾向更为明显，因为板越厚，焊后的冷却速度就越快，所以这类钢种在焊接时，必须采取严格的工艺措施。另一方面，这种钢当加热到1200°C以上时，在热影响区的过热区可能产生粗晶区脆化，使韧性明显降低。这是由于热轧钢焊接时，采用过大的焊接线能量，粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织等而降低韧性，为避免粗晶区将因晶粒长大或出现魏氏组织等而降低韧性，焊接过程中，采取等速送丝方式，电流I=330-350A，电压U=33-35V，焊接速度控制在25-40cm/min以内，焊接线能量< 20 kj/cm。
[0013]为消除氢致残余应力的影响，当焊缝焊完后，立即后热处理，对焊件加热到不低于300°C并保温2小时，当加热到大于350°C时，效果最佳，可将扩散氢全部去除。
[0014]为进一步保证焊接质量，在焊接过程中，控制焊接环境风速小于2.0m/s。
[0015]本发明所提出的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，可确保钢大包回转台板材焊接一次成功，降低甚至消除了冷裂纹的产生，保证了大包回转台一定的低温韧性，同时提高了大包回转台的焊接效率，保证了焊缝焊接质量，降低了生产成本。
【权利要求】
1.一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其技术方案如下: 第一步:板材的坡口加工，由于是厚板，坡口采用数控火焰切割机切割，再采取人工修磨，对于超过40mm厚的钢板，为防止产生焊接变形，采取不对称X型坡口，矫正一侧已产生的微量焊接变形；为防止切割过程中产生新的热裂纹，采取超声波或磁粉探伤对坡口边缘50-100mm范围内的母材进行检测,确认无裂纹为合格； 第二步:焊件的组装，焊件在组装时，不可强力装配，尽量保持自然状态； 第三步:焊前预热，预热方式采取火焰加热，同时用测温枪进行测量，确保预热温度达到规定的要求，一方面可以降低焊接接头的变形及焊接温差应力，另一方面使焊接及热影响区的硬度和脆性降低，从而减小钢材的淬硬倾向； 第四步:焊接设备及材料选择，焊接时采取手工电弧焊打底，C02气体保护焊填充盖面的焊接方法，C02气体保护焊焊接设备选用平硬特性直流电源，极性采用直流反接，焊丝选用H08Mn2SiA，直径Φ 1.6，焊丝使用前去油去锈，焊丝的伸出长度为焊丝直径的10倍，C02气体使用前进行去水处理，防止焊接过程中混入水蒸气，C02气体的流量取15-25L/min，C02气体的纯度应大于99.5%，当压力降至0.98MPa时，禁止使用； 第五步:大包回转台板材的焊接，先焊坡口较大的一侧，待焊缝厚度达三分之一时，再焊坡口较小的一侧焊缝直至全部焊完，用以抵消另一侧焊缝产生的焊接变形，再将坡口较大一侧剩余三分之二厚度的焊缝全部焊完； 第六步:焊后处理，每道焊缝焊完后应立即进行消除应力的退火处理，升温速度按(500C /h，采用< 50°C /h的速度缓冷； 第七步:无损检测，所有焊缝在焊接完成24小时后进行100%超声波检测。
2.根据权利要求1所述的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其特征在于炼钢大包回转台材质采用Q34OT+Z35钢。
3.根据权利要求1所述的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其特征在于焊接过程中，采取等速送丝方式，电流I=330-350A，电压U=33-35V，焊接速度控制在25_40cm/min以内，焊接线能量< 20 kj/cm。
4.根据权利要求1所述的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其特征在于当焊缝焊完后，立即后热处理，对焊件加热到不低于300°C并保温2小时。
5.根据权利要求4所述的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其特征在于进行后热处理时温度为350°C。
6.根据权利要求1所述的一种炼钢大包回转台板材的焊接方法，其特征在于在焊接过程中，控制焊接环境风速小于2.0m/s。
【文档编号】B23K9/235GK103658937SQ201310640258
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】张汪林, 夏会明, 张宏亮, 张烨 申请人:马鞍山马钢设备安装工程有限公司, 马钢(集团)控股有限公司