专利名称：一种爆炸焊接用0Cr13型铁素体不锈钢拼接方法
技术领域：
木发明涉及一种材料的爆炸焊接拼接工艺方法，特别是一种爆炸焊接用大 面积复层0Crl3型铁素体不锈钢拼接工艺方法。
背景技术：
0Crl3不锈钢是一种铁素体-马氏体不锈钢，占基体主要部分的是铁素体， 但少量的马氏体使钢的强度显著增加，由于这类钢具有优良的耐热性能，常以 不锈钢/碳钢复合板的形式广泛应用于焦碳塔、煤直接液化装置等石油化工设备 中，由于供货宽度一般较大， 一般在1.5米以上，受目前市场0Crl3供货尺寸 的限制，0Crl3在制造成复合材料以前要进行拼接以满足不同规格尺寸的要求， 0Crl3属于铁素体不锈钢，但基体中含有少量的马氏体，因此这种钢的焊接性 较差，在复合材料的生产过程中复层拼接接头要经过爆炸焊接的强冲击波作用， 很容易撕裂。
由于复层0Crl3不锈钢在爆炸焊接之前要进行对接，而0Crl3不锈钢热影 响区焊后状态的组织为硬脆的马氏体组织，拼接过程中在不断的焊接热循环作 用下，容易造成焊接接头的塑性韧性降低，口J能导致475'C脆化，脆性相和晶 粒粗大等，经爆炸焊接后，由于铁素体固有的低塑性，以及焊接热循环引起的 热影响区晶粒长大和碳、氮化物在晶界积聚，在0Crl3不锈钢拼接接头拘束度 很大的背景下，经过爆轰波的冲击，极易产生裂纹，并且力学性能将进一步恶 化。
针对这种情况，复合板制造厂家的解决办法是先对0Cr13不锈钢不填丝自 熔焊，经爆炸焊接后自熔焊缝进行刨磨处理，然后重新堆焊，这种状况不但增
加了劳动强度，恶化了劳动环境，而且生产效率低，生产成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种爆炸焊接用大面积复层0Crl3型 铁素体不锈钢拼接工艺方法，解决以往工艺方法劳动强度大、劳动环境恶劣、 生产效率低、生产周期长等问题，使利用该方法生产的大面积复层0Crl3型铁 素体不锈钢拼接焊缝经爆炸焊接后不需要刨掉重新堆焊。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是采用SMAW的焊接方 法、超低碳奥氏体焊材对大面积0Crl3型铁素体不锈钢点固焊后进行正面焊接， 然后进行反面焊接，再进行爆炸焊接，最后进行退火热处理。必要时再进行无 损检测，即完成了大面积0Crl3型铁素体不锈钢复合材料的制造。
所述的超低碳奥氏体焊材，可以是韧性好的不锈钢焊材，特别优选E309L焊材。
本发明的工艺方法，正面焊接后根据需要可以进行反面清根，特别是对 于母材厚度大于等于3mm材料，正面焊接后需要反面清根。反面清根后根据需 要可以进行无损检测。
本发明的工艺方法，反面焊接后可以经校平后才进行爆炸焊接，但是在板 形非常好的情况下可以不校平。
本发明的工艺方法，退火热处理条件可以是普通的能消除不锈钢材料应 力的常见退火方法，只要达到消除应力的结果即可。优选的条件是80(TC左右 消应力热处理，保温时间为2小时，出炉冷却。进行退火热处理工序后复合材 料根据需要可以进行校平工序，也可以进行退火热处理工序后直接进行无损检
这些优选的工序可以互相结合使用，也可以基础工序单独结合使用。 本发明的工艺方案除了 0Crl3夕卜，还能运用到其他脆性大的材料上去， 特别是0Crl3型铁素体不锈钢材料上，如405不锈钢。
本发明的优点是设备投资小，对环境污染小，劳动成本低，同时可进行多 张板拼接，方便生产，提高效率
采用这种方法制成的0Crl3复合材料不需要去掉复层拼接焊缝，重新堆 焊。这种拼接方法简单、实用，不仅改善了劳动环境，降低了劳动强度，而且 极大的提高了生产效率，可确保经爆炸焊接后的0Crl3拼接接头存在缺陷的焊 缝长度小于整张板拼接缝长度的5%，焊接接头各项性能数据均满足相关指标 要求，基本解决了 0Crl3焊接接头经爆炸焊接后开裂的难题。
具体实施例方式
实施例1
大面积0Crl3复合材料制造。待拼接的两块0Crl3尺寸分别为3 X 1229X 6250mm和3X1000X6250mm，将两块0Crl3板置于垫板上，施焊前清理坡口 区及周边20mm范围内的油、水、锈等污物；使用烘干后的焊材E309L，将两 块待拼焊板进行加宽焊接，首先进行装配定位焊，装配间隙为1.8 2.0mm，定 位焊缝L(度为10 15mm，间距为300 40mm;正面焊接电流为90A,焊接电 J:k为24V;正面焊接完成后反面清根，经无损检测无缺陷；无损检测后进行反 面焊接，反面焊接电流为96A，焊接电压为24V;将焊缝余高磨平后进行无损 检测、校平；板形满足要求后进行爆炸焊接，基层材料为16MnR，尺寸为26 X2210X6230mm;爆炸焊接后对0Crl3复层焊接接头进行无损检测，无损检测 结果满足JB/T4730-2005II级要求；无损检测合格后对复合板进行78(TC消应力 热处理，保温时间为2小时，出炉冷却到4(TC后进行校平；复合板热处理校平 后对复层0Crl3拼接接头进行无损检测，无损检测结果显示经爆炸悍接后的 0Crl3拼接接头裂纹率为98.8%，对缺陷区进行挖磨修补；力学性能结果均满 足相关标准要求。大面积0Crl3复合材料制造完成。
实施例2
大面积0Crl3复合材料制造。待拼接的两块0Crl3尺寸分别为3X 1030X 7130mm和3X 1000X7130mm，将两块0Crl3板置于垫板上，施焊前清理坡口 区及周边20mm范围内的油、水、锈等污物；使用烘干后的焊材E309L，将两 块待拼焊板进行加宽焊接，首先进行装配定位焊，装配间隙为2.0 2.2mm，定 位焊缝长度为10 15mm，间距为300 400mm;正面焊接电流为92A，焊接电 压为24V;正面焊接完成后反面清根，经无损检测无缺陷；无损检测后进行反 面焊接，反面焊接电流为98A，焊接电压为24V;将焊缝余高磨平后进行无损 检测、校平；板形满足要求后进行爆炸焊接，基层材料为20R，尺寸为28X2010 X7110 mm;爆炸焊接后对0Crl3复层焊接接头进行无损检测，无损检测结果 满足JB/T4730-2005II级要求；无损检测合格后对复合板进行80(TC消应力热处 理，保温时间为2小时，出炉冷却到5(TC后进行校平；复合板热处理校平后对 复层0Crl3拼接接头进行无损检测，无损检测结果显示经爆炸焊接后的0Crl3 拼接接头裂纹率为98.5%，对缺陷区进行挖磨修补；力学性能结果均满足相关 标准要求。大面积0Crl3复合材料制造完成。
实施例3
大面积0Crl3复合材料制造。待拼接的两块0Cr13尺寸分别为3X1300X 8450 mm和3X900X8450 mm，将两块0Crl3板置于垫板上，施焊前清理坡口 区及周边20mm范围内的油、水、锈等污物；使用烘干后的焊材E309L，将两 块待拼焊板进行加宽焊接，首先进行装配定位焊，装配间隙为2.0 2.5mm，定 位焊缝长度为10 15mm，间距为300 400mm;正面焊接电流为95A，焊接电 压为24V;正面焊接完成后反面清根，经无损检测无缺陷；无损检测后进行反 面焊接，反面焊接电流为102A,焊接电压为24V;将焊缝余高磨平后进行无损 检测、校平；板形满足要求后进行爆炸焊接，基层材料为16MnR，尺寸为16 X2180X8430 mm;爆炸焊接后对0Crl3复层焊接接头进行无损检测，无损检 测结果满足JB/T4730-2005 II级要求；无损检测合格后对复合板进行80(TC消应
力热处理，保温时间为1.5小时，出炉冷却到50'C后进行校平；复合板热处理 校平后对复层0Cr13拼接接头进行无损检测，无损检测结果显示经爆炸焊接 后的0013拼接接头裂纹率为98.2%，对缺陷区进行挖磨修补；力学性能结果 均满足相关标准要求。大面积0Crl3复合材料制造完成。 实施例4
大面积0Cd3复合材料制造，同实施例3，但是拼接的板材是405不锈钢。
权利要求
1、一种爆炸焊接用0Cr13型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于包括如下工序-采用SMAW的焊接方法、超低碳奥氏体焊材对大面积复层0Cr13型铁素体不锈钢点固焊后进行正面焊接；-然后进行反面焊接；-然后进行爆炸焊接；-进行退火热处理。
2、 权利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于: 对于母材厚度大于等于3mm材料，正面焊接后需要反面清根。
3、 权利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于 正面焊接后需要无损检测。
4、 权利要求2所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于: 反面清根后需进行无损检测。
5、 权利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于: 反面焊接后经校平后才进行爆炸焊接。
6、 权利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于: 进行退火热处理工序后复合材料需要进行校平工序。
7、 权利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于: 进行退火热处理工序后进行无损检测工序。
8、 权利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于:所述超低碳奥氏体焊材是E309L焊材。
9、权利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型铁素体不锈钢拼接方法，其特征在于 所述退火热处理条件为80(TC左右消应力热处理，保温时间为2小时。
全文摘要
本发明介绍了一种爆炸焊接用0Cr13型铁素体不锈钢拼接方法，采用SMAW的焊接方法、超低碳奥氏体焊材对大面积0Cr13型铁素体不锈钢点固焊后进行正面焊接，然后进行反面焊接，再进行爆炸焊接，最后进行热处理，必要时再进行无损检测，即完成了大面积0Cr13型铁素体不锈钢复合材料的制造。制成的复合材料不需要去掉复层拼接焊缝，重新堆焊。拼接方法简单、实用，不仅改善了劳动环境，降低了劳动强度，而且极大的提高了生产效率，可确保经爆炸焊接后拼接接头存在缺陷的焊缝长度小于整张板拼接缝长度的5％，焊接接头各项性能数据均满足相关指标要求，基本解决了焊接接头经爆炸焊接后开裂的难题。
文档编号C21D1/30GK101352784SQ20081014125
公开日2009年1月28日 申请日期2008年8月25日 优先权日2008年8月25日
发明者吉群章, 王小华, 宝 辛 申请人:洛阳双瑞金属复合材料有限公司