异种钢焊接工艺的制作方法

文档序号:17591433发布日期:2019-05-03 21:52阅读:657来源:国知局

本发明涉及焊接工艺领域,特别涉及异种钢焊接工艺。



背景技术:

不同种材质的钢材通过焊接方法熔融在一起的过程成为异种钢焊接,在室温下,对q345b和zg43simnh异种钢进行焊接时,金属焊接接头区的机械性能一般优于被焊母材的性能,但高温下或高温长期运行后,接头区的性能劣于母材,接头熔合区组织和性能的不稳定性,在母材与焊缝金属之间的熔合区,由于存在着明显的宏观化学成分不均匀性,因此就引起组织极大的不均匀性,给接头的物理性能、化学性能、力学性能带来很大影响,焊后热处理或高温运行过程中碳迁移会导致在熔合线两侧分别形成增碳层和脱碳层。

一般认为脱碳层由于碳的减少而导致该区域组织、性能发生较大变化,从而使得该区域容易在服役过程中发生早期失效,焊后热处理是较难处理的问题,异种钢接头的焊后热处理是一个比较难处置的问题,如果处置不当,会严重损坏异种钢接头的力学性能,甚至造成开裂,金相组织的不均匀性,由于焊接接头化学成分的不连续,经历了焊接热循环后,焊接接头各个区域出现不同的组织,往往在某些区域出现极其复杂的组织结构。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供异种钢焊接工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:异种钢焊接工艺,针对q345b和zg43simnh异种钢的焊接工艺包括以下步骤:

步骤一:对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行打磨、坡口加工和焊接组对;

步骤二:对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行预热处理;

步骤三:采用气体保护焊焊接,保护气体采用co2和ar中的至少一种;

步骤四:打底层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为100a,焊接电压为20v;

步骤五:填充层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v;

步骤六:盖面层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v;

步骤七:对焊接后得到的q345b和zg43simnh异种钢焊接接头进行焊后热处理。

优选的,在所述步骤一中,对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材坡口加工,坡口角度为60±2.5°。

优选的,在所述步骤二中,对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材用氧乙炔火焰预热,预热温度为200℃~300℃。

优选的,多层焊接采用的焊接型号为ernicr-3、nicrfe-3和t-hr3c中的至少一种。

优选的,填充层焊接和盖面层焊接时,选用焊条的直径尺寸为φ3.2mm。

优选的,保护气体的流量为100±5mm/min。

优选的,热处理的温度为720℃~860℃,时间为1~3h。

优选的,焊接结束后,用石棉布保温缓冷至环境温度。

本发明的技术效果和优点:

1、本发明首先对q345b和zg43simnh异种钢母材进行打磨、坡口加工和焊接组对,对焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行打磨,去除表面的的氧化皮、油污、铁锈、水分等杂质,便于进行焊接,提高焊接时的异种钢的强度,同时对焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行坡口处理,使得焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材在进行焊接时,可以更加的牢固,便于进行固定,使得q345b和zg43simnh可以更好的进行焊接,在焊接时不会轻易的出现开裂;

2、本发明采用焊丝对接头进行双层三道次焊接,单道次的焊接宽度为焊丝直径的二倍,同时进行打底层焊接,焊接电流为100a,焊接电压为20v,填充层焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,盖面层焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,采用co2保护气体,且流量为100±5mm/min,采用多层焊接,可以使得焊接后的材料在高温下或高温长期运行后,接头区的性能劣更加的稳定;

3、本发明焊后热处理中,第一阶段,将焊接接头自由升温至350℃;第二阶段,以120℃/h的升温速度,将焊接接头加热至600℃,并且在750℃下保温2小时;第三阶段,以120℃/h的降温速度,将焊接接头冷却至350℃;第四阶段,将焊接接头自由冷却到室温,获得焊接产品,可以更好的提高焊接后材料的机械性能,使得材料具有更好的韧性。

具体实施方式

对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

异种钢焊接工艺,针对q345b和zg43simnh异种钢的焊接工艺:

对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行打磨、坡口加工和焊接组对,首先对焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行打磨,去除表面的的氧化皮、油污、铁锈、水分等杂质,便于进行焊接,同时对焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行坡口处理,使得焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材在进行焊接时,可以更加的牢固,便于进行固定;

对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材进行预热处理,焊接前,同时对q345b和zg43simnh异种钢母材进行焊前预热处理。如果不能及时进行焊接操作,则达到预热温度后直接进行保温操作,直至焊接操作开始,始终保持q345b和zg43simnh异种钢材母料处于预热温度;

采用气体保护焊焊接,保护气体采用co2和ar中的至少一种,打底层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为100a,焊接电压为20v,在进行打底层焊接时,要保证送丝速度的均匀性,避免在焊缝根部产生未融合现象,并且铁水过渡采用自由过渡,收弧时填满弧坑,避免产生弧坑裂纹,填充层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,盖面层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,将层间温度控制在250℃以内,从而防止温度过高造成焊缝晶粒粗大,对焊接接头的塑性和韧性产生不利影响,在进行打底层焊接、填充层焊接和盖面层焊接时,可以选用多道焊接的方式。通过采用多道焊接时对焊缝热输入量的降低,实现对热输入量的精准控制,从而抑制焊缝温度过热,避免晶粒粗大,提高焊缝的机械性能;

对焊接后得到的q345b和zg43simnh异种钢焊接接头进行焊后热处理。

实施例2

本实施例的异种钢焊接工艺,基本同实施例1,所不同的是,本实施例中:

对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材坡口加工,坡口角度为60±2.5°,坡口下方的顿口段厚度为1.5mm;q345b和zg43simnh异种钢对口间隙为1~4mm。

在所述步骤二中,对待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材用氧乙炔火焰预热,预热温度为200℃~300℃。

多层焊接采用的焊接型号为ernicr-3、nicrfe-3和t-hr3c中的至少一种,填充层焊接和盖面层焊接时,选用焊条的直径尺寸为φ3.2mm。

采用焊丝对接头进行双层三道次焊接,单道次的焊接宽度为焊丝直径的二倍;其中打底层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为100a,焊接电压为20v,填充层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,盖面层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,保护气体的流量为100±5mm/min。

热处理的温度为720℃~860℃,时间为1~3h,焊接结束后,用石棉布保温缓冷至环境温度。

实施例3

本实施例的异种钢焊接工艺,结合实施例1和实施例2有:

取一段q345b钢和一段zg43simnh钢母材。首先,将两段待焊接的q345b和zg43simnh异种钢母材的焊接部位加工为60°的v型坡口,并且对坡口表面及其周围区域进行清洁处理,避免杂质和污染物的存在。对完成坡口加工的q345b和zg43simnh异种钢母材进行组对,将组对间隙控制在1~4mm之间。接着,对完成坡口加工的q345b和zg43simnh异种钢母材进行焊前预热处理,并借助远红外测温仪将预热温度控制在140℃。然后进行打底层焊接,采用co2气体保护焊进行焊接,焊接电流为100a,焊接电压为20v,填充层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,盖面层焊接,采用气体保护焊进行焊接,焊接电流为120a,焊接电压为21v,保护气体的流量为100±5mm/min。最后,对焊接后获得的q345b和zg43simnh异种钢焊接接头进行焊后热处理。其中,焊后热处理中,第一阶段,将焊接接头自由升温至350℃;第二阶段,以120℃/h的升温速度,将焊接接头加热至600℃,并且在750℃下保温2小时;第三阶段,以120℃/h的降温速度,将焊接接头冷却至350℃;第四阶段,将焊接接头自由冷却到室温,获得焊接产品。

最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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