一种适用于低Mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺的制作方法

本发明涉及钢铁生产
技术领域：
，特别是涉及一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺。
背景技术：
：传统耐火钢必须含有足够量的mo才能保证高温强度，但是mo价格昂贵，因此钢板制造成本较高，对耐火钢的应用有极大的限制。利用nb微合金化部分代替mo合金化(即低mo含nb)，成功研发出低mo新型耐火钢(化学成分为c：0.03％～0.06％，si：0.17％～0.19％，mn：0.3％～0.7％，mo：0.12％～0.21％，nb：0.03％～0.07％，cr：0.40％～0.48％，v：0.02％～0.05％，ti：0.01％～0.04％，p≤0.015％，s≤0.015％)，性能完全满足国标要求。在钢板应用过程中，采用传统适用于高mo耐火钢的焊接工艺进行焊接，焊接接头性能不能达到使用标准，即焊态和600℃保温3h后，q345fre、q390fre两个级别的耐火钢室温拉伸屈服强度达到345～510mpa，600℃高温拉伸屈服强度≥260mpa；q420fre、q460fre两个级别的耐火钢室温拉伸屈服强度达到420～600mpa，600℃高温拉伸屈服强度≥307mpa；焊接接头焊缝和热影响区-40℃冲击≥34j；焊接接头弯曲无裂纹。因此，需要研发出适用于低mo新型耐火钢的手工电弧焊接工艺。技术实现要素：本发明针对上述技术问题，克服现有技术的缺点，提供一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，包括以下步骤：s1、对待焊接钢板进行坡口加工，不同厚度规格钢板采用不同坡口形式；s2、为待焊接钢板匹配焊材，根据钢板强度级别匹配不同焊材；s3、对待焊接钢板进行预热处理，根据钢板厚度进行不同温度预热；s4、对钢板进行打底焊接2～3道，根据焊接位置采用不同焊接参数，电弧摆动；s5、对钢板进行填充焊接，根据焊接位置采用不同焊接参数，焊接方法为多层多道焊，电弧摆动；s6、对钢板进行清根处理，根据钢板厚度采取不同的清根方式。本发明进一步限定的技术方案是：前所述的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，步骤s1，钢板厚度≤20mm时，采用v型坡口，坡口角度为单边30°，根部不留间隙，反面清根后不容易将钢板形变控制住，所以钢板组对时预留4～6°反变形；钢板厚度＞20mm时，采用x型坡口，坡口角度为单边30°，根部留钝边0.5～1mm。前所述的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，步骤s2，q345fre、q390fre钢板采用φ4.0mm哈尔滨威尔焊接焊材j390fr，焊材的主要成分为：c：0.030％～0.036％，si：0.10％～0.40％，mn：0.65％～0.80％，cr：0.031％～0.040％，ni：0.048％～0.060％，mo：0.31％～0.62％，cu：0.050％～0.070％，p≤0.008％，s≤0.003％；q420fre、q460fre钢板采用φ4.0mm哈尔滨威尔焊接焊材j460fr，焊材的主要成分为：c：0.040％～0.066％，si：0.10％～0.40％，mn：0.70％～0.90％，cr：0.031％～0.040％，ni：0.051％～0.070％，mo：0.35％～0.68％，cu：0.053％～0.075％，p≤0.008％，s≤0.003％。前所述的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，步骤s3，钢板厚度≤8mm时，预热20℃；8mm＜钢板厚度≤20mm时，预热40℃；20mm＜钢板厚度≤30mm时，预热60℃；30mm＜钢板厚度≤60mm时，预热100℃；钢板厚度＞60mm时，预热150℃。前所述的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，步骤s4，平焊位置，焊接电流为153～161a，焊接电压为23～25v，焊接速度19～20cm/min，道间温度≤160℃；横焊位置，焊接电流为151～162a，焊接电压为23～25v，焊接速度20～21cm/min，道间温度≤160℃；立焊位置，焊接电流为122～130a，焊接电压为22～24v，焊接速度为20～22cm/min，道间温度≤160℃；仰焊位置，焊接电流为153～161a，焊接电压为23～25v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃。前所述的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，步骤s5，平焊位置，焊接电流为165～170a，焊接电压为23～25v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃；横焊位置，焊接电流为168～175a，焊接电压为23～25v，焊接速度为20～22cm/min，道间温度≤160℃；立焊位置，焊接电流为145～150a，焊接电压为22～24v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃；仰焊位置，焊接电流为165～170a，焊接电压为23～25v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃。前所述的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，步骤s6，钢板厚度≤8mm时，采用所述步骤s1中坡口型式，在钢板先焊侧焊接完毕后，在反面进行碳弧气刨清根1.5～2.5mm，再用所述步骤s5进行焊接；8mm＜钢板厚度≤20mm时，采用所述步骤s1中坡口型式，在钢板先焊侧焊接3～5道后，在反面进行碳弧气刨清根1～2mm，再用所述步骤s5进行焊接；钢板厚度＞20mm时，采用所述步骤s1中坡口型式，在钢板先焊侧焊接3～5道后，在反面进行碳弧气刨清根3～4mm，再用所述步骤s5进行焊接。本发明的有益效果是：(1)本发明对低mo新型耐火钢q345fre、q390fre、q420fre、q460fre四种级别钢种进行焊接，焊接接头性能可达到使用标准，即焊态和600℃保温3h后，q345fre、q390fre两个级别的耐火钢室温拉伸屈服强度达到345～510mpa，600℃高温拉伸屈服强度≥260mpa；q420fre、q460fre两个级别的耐火钢室温拉伸屈服强度达到420～600mpa，600℃高温拉伸屈服强度≥307mpa；焊接接头焊缝和热影响区-40℃冲击≥34j；焊接接头弯曲无裂纹；(2)本发明为低mo新型耐火钢提供了适用的全位置的手工电弧焊焊接工艺，可行有效，焊接无缺陷，提高了焊接接头合格率，节省了返修成本，降低了经济损失；(3)本发明焊接过程中采取不同规格不同预热、道间温度最低控制的方法，确保焊缝力学性能与母材匹配的同时，最大化工作效率，缩短工期；(4)本发明对新型耐火钢的应用起到了关键性作用，节约mo金属消耗，降低建筑的耐火成本，具有重要社会意义。附图说明图1为本发明工艺过程中步骤s1的v型焊接坡口示意图；图2为本发明工艺过程中步骤s1的x型焊接坡口示意图；图3为实施例1中的v型焊接坡口示意图；图4为实施例2中的x型焊接坡口示意图。具体实施方式实施例1本实施例提供的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，对规格为8mm的nb代mo新型耐火钢q345fre级别钢进行手工电弧焊接，焊接位置为平焊，具体包括如下步骤：s1、采用如图3所示v型焊接坡口，坡口角度为单边30°，根部不留间隙，钢板组对时预留4～6°反变形；s2、q345fre钢板采用φ4.0mm哈尔滨威尔焊接焊材j390fr；s3、钢板预热20℃；s4、对钢板进行打底焊接2道，焊接电流为153～161a，焊接电压为23～25v，焊接速度19～20cm/min，道间温度≤160℃，电弧摆动；s5、对钢板进行填充焊接，焊接方法为多层多道焊，焊接电流为165～170a，焊接电压为23～25v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃，电弧摆动；s6、在钢板先焊侧焊接完毕后，在反面进行碳弧气刨清根1.5mm，随后进行填充焊接，焊接电流为165～170a，焊接电压为23～25v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃，电弧摆动；s7、焊接接头检测。焊接接头检测具体如下：①无损检测采用x射线探伤，无裂纹、未熔合、未焊满、气孔、夹渣等缺陷，探伤结果为i级，焊接合格。②拉伸试验根据耐火钢技术要求，焊态和600℃保温3h后，室温拉伸屈服强度达到345～510mpa，600℃高温拉伸屈服强度≥260mpa，试验结果均满足技术要求。③冲击试验缺口类型缺口位置温度/℃吸收功kv2/jv焊缝中心-401256483v热影响区(fl+1)-40456253根据耐火钢技术要求，-40℃冲击≥34j，试验结果均满足技术要求。④弯曲试验根据耐火钢技术要求，弯曲无裂纹，实验结果均满足技术要求。实施例2本实施例提供的一种适用于低mo新型耐火钢的手工电弧全位置焊接工艺，对规格为40mm的低mo新型耐火钢q460fre级别钢进行手工电弧焊接，焊接位置为立焊，具体包括如下步骤：s1、采用如图4所示x型焊接坡口，坡口角度为单边30°，根部留钝边0.5～1mm；s2、q460fre钢板采用φ4.0mm哈尔滨威尔焊接焊材j460fr；s3、钢板预热100℃；s4、对钢板进行打底焊接3道，焊接电流为122～130a，焊接电压为22～24v，焊接速度20～22cm/min，道间温度≤160℃，电弧摆动；s5、对钢板进行填充焊接，焊接方法为多层多道焊，焊接电流为145～150a，焊接电压为22～24v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃，电弧摆动；s6、在钢板先焊侧焊接5道后，在反面进行碳弧气刨清根3mm，随后进行填充焊接，焊接电流为145～150a，焊接电压为22～24v，焊接速度为19～20cm/min，道间温度≤160℃，电弧摆动；s7、焊接接头检测。焊接接头检测具体如下：①无损检测采用x射线探伤，无裂纹、未熔合、未焊满、气孔、夹渣等缺陷，探伤结果为i级，焊接合格。②拉伸试验根据耐火钢技术要求，焊态和600℃保温3h后，室温拉伸屈服强度达到420～600mpa，600℃高温拉伸屈服强度≥307mpa，试验结果均满足技术要求。③冲击试验缺口类型缺口位置温度/℃吸收功kv2/jv焊缝中心-40735795v热影响区(fl+1)-40262229205根据耐火钢技术要求，-40℃冲击≥34j，试验结果均满足技术要求。④弯曲试验根据耐火钢技术要求，弯曲无裂纹，实验结果均满足技术要求。低mo新型耐火钢钢板采用nb、ti、v微合金化提高高温性能，所以mo含量较低，但在焊接接头中，不能进行热处理，所以需要焊材中具有较高含量的mo来提高焊接接头高温性能，焊材的合金成分较高，所以在进行焊接时采用的线能量不宜过高，防止出现淬硬组织，影响性能。本发明采用的焊接工艺能够使低mo新型耐火钢q345fre、q390fre、q420fre、q460fre四种级别钢种的焊接接头性能优良，对未来耐火建筑的建造起到至关重要的作用。除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。当前第1页12