專利名稱：厚板對接接頭的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法，具體涉及一種厚板對接接頭的焊接方法。
背景技術(shù)：
電渣焊(ESW)是利用電流通過液體熔渣產(chǎn)生的電阻熱作為熱源，將工件與填充金屬熔合成焊縫的垂直位置焊接方法。根據(jù)采用電極的形狀和是否固定，電渣焊可以分為絲極電渣焊、熔嘴電渣焊、板極電渣焊。在進行大厚板電渣焊焊接時，業(yè)內(nèi)普遍采用熔嘴電渣焊。熔嘴電渣焊是由電極為固定在接頭間隙中的熔嘴(由鋼板和管點焊而成)，并不斷向熔池中送進的焊絲構(gòu)成，采用熔嘴板作為焊絲導(dǎo)向、導(dǎo)電和填充金屬。由于熔嘴電渣焊需要根據(jù)待焊母材定制特殊熔嘴板，故成本高且周期長，不適合重型裝備制造業(yè)的大件小批量生產(chǎn)。另外在生產(chǎn)周期緊、質(zhì)量要求高的情況下，也不易滿足生產(chǎn)要求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種厚板對接接頭的焊接方法，它可以將兩件厚度為240 觀6讓的工件焊接為一體。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明厚板對接接頭的焊接方法的技術(shù)解決方案為采用管極電渣焊的方法將兩件厚度為240 觀6讓的工件焊接為一體，包括以下步驟第一步，焊前準備a、選擇鋼管根據(jù)待焊工件的實際情況選擇鋼管作為管極；b、配制管涂料在管涂料配方內(nèi)加入多種鐵合金元素得到粉料；粉料混合均勻后加入粘合劑，制成管涂料；所述管涂料配方的成分為錳礦粉36 %、滑石粉21 %、鈦白粉8 %、白云石2 %、石英粉21%、螢石粉12%。所述鐵合金元素的加入量為每公斤管涂料配方中加入硅鐵150g、鉬鐵150g、鈦鐵 110g、釩鐵 IOOgo所述粘合劑為鈉水玻璃:Si030%, Na012. 5%，S、P彡0· 05%。C、制作電極；將管涂料涂在管極外壁上；所述涂在管極上的管涂料厚度為2 3mm，自然干燥后，將涂有管涂料的管極在 250°C溫度條件下烘焙2小時；準備輔助工具水冷滑塊、膠木板、竹片；d、裝配電極將四根管極固定裝配于夾持機構(gòu)上，中間兩根管極間距為60mm，該兩根管極與外側(cè)相鄰的管極的間距為96mm ；e、裝配待焊工件，調(diào)節(jié)兩個工件的裝配間隙，使下坡口的裝配間隙為33 35mm， 上坡口的裝配間隙為35 38mm ；裝配引弧板和出弧板；
調(diào)節(jié)夾持機構(gòu)，使四根管極處于兩個工件的裝配間隙的中間位置；f、預(yù)熱母體煤氣加熱溫度彡150°C，均溫；第二步，焊接進行電渣焊，將焊絲送進四根管極所形成的熔池中，通電焊接；焊接方向為從下坡口焊至上坡口 ；所述焊絲為H10Mn2，規(guī)格Φ 3. 2mm，焊劑HJ431。焊接過程中的焊接參數(shù)為送絲速度=160 180m/h ；電壓V = 46 50V ；焊接速度為1. 2m/h ；熔池深度40 50mm ；焊接引出階段逐漸減低焊接電壓和送絲速度；第三步，焊后熱處理焊后整體進爐消應(yīng)力退火處理。所述焊后熱處理的方法是將工件置于爐溫不高于300°C的爐中，以加熱速率 650C /h的速度加熱到溫度625士20°C保持6小時，然后以65°C /h的速率冷卻到300°C以下出爐在靜止空氣中冷卻。本發(fā)明可以達到的技術(shù)效果是與傳統(tǒng)的熔嘴電渣焊相比，本發(fā)明所采用的管極電渣焊具有如下優(yōu)點1、省去熔嘴制作工序，準備工作簡單、快捷，易于完成各種形狀，操作方便可靠；2、管極上涂料具有絕緣作用，不會和工件短路，裝配間隙可縮小，可節(jié)省焊接填充材料，提高焊接速度，減小焊接應(yīng)力；3、管極電渣焊比熔嘴電渣焊焊接速度快，生產(chǎn)周期短；4、通過管極上的涂料適當?shù)叵蚝缚p中滲合金，提高焊縫金屬性能，并結(jié)合較高的焊接速度，焊接接頭熱影響區(qū)小，晶粒長大不明顯，魏氏組織數(shù)量少，接頭沖擊韌性好，焊后只進行消除應(yīng)力處理而不需進行傳統(tǒng)的正火+回火處理(熔嘴電渣焊必須進行正火+回火處理)，極大地縮短生產(chǎn)周期，降低能耗。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細的說明圖1是兩個工件的裝配間隙示意圖；圖2是四根管極與工件的相對位置示意圖；圖3是本發(fā)明的焊后熱處理的工藝曲線圖；圖4是本發(fā)明厚板對接接頭的焊接方法的流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明厚板對接接頭的焊接方法，采用管極電渣焊的方法將兩件厚度為觀〗 、長度為950mm的工件焊接為一體，包括以下步驟第一步，焊前準備1、選擇鋼管規(guī)格根據(jù)待焊工件的實際情況選擇合適的鋼管；鋼管規(guī)格為外徑 14mm，壁厚4mm的20鋼管；2、配制管涂料；管涂料配方的成分為錳礦粉36%、滑石粉21%、鈦白粉8%、白云石2%、石英粉 21%、螢石粉12% ；
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在管涂料配方內(nèi)加入多種鐵合金元素得到粉料；為細化晶粒，每公斤管涂料配方中鐵合金元素加入量為硅鐵150g、鉬鐵150g、鈦鐵llOg、釩鐵IOOg ；其中硅鐵用于脫氧，提高強度；釩鐵用于細化晶粒，提高沖擊韌性；粉料混合均勻后加入粘合劑，制成管涂料；粘合劑采用鈉水玻璃Si030 %， Na012. 5%, S、P 彡 0. 05%。3、制作電極；將管涂料均勻涂在管極(即鋼管)外壁上，管涂料厚度為2 3mm，自然干燥后，將涂有管涂料的管極在250°C溫度條件下烘焙2小時；準備電渣焊所需要的水冷滑塊、膠木板、竹片；4、裝配電極將四根管極固定裝配于夾持機構(gòu)上，中間兩根管極間距為60mm(即中間兩根管極的中心距離為60mm)，該兩根管極與外側(cè)相鄰的管極的間距為96mm(即該兩根管極與外側(cè)相鄰的管極的中心距離為96mm)；中間兩根管極之間的距離為60mm，該兩根管極與外側(cè)相鄰的管極之間的距離為 96mm ；該四根管極之間的間距是根據(jù)觀2讓的板厚確定的，該管極間距能夠保證良好的焊接接頭質(zhì)量。若間隙選取不當，易產(chǎn)生裂紋或未焊透缺陷。5、裝配待焊工件1、2，調(diào)節(jié)兩個工件的裝配間隙，如圖1所示，使下坡口的裝配間隙約34mm，上坡口的裝配間隙約37mm;焊接時從下坡口焊至上坡口(自下向上形成焊縫)；裝配引弧板和出弧板；調(diào)節(jié)夾持機構(gòu)，使四根管極處于兩個工件的裝配間隙的中間位置，如圖2所示；本發(fā)明采用上下不對等的裝配間隙，解決了厚板焊接件沿焊縫高度的焊縫橫向收縮值不同的問題，能夠使焊接結(jié)束后的焊縫寬度基本保持上下坡口面一致，從而能夠減小收縮應(yīng)力，避免產(chǎn)生裂紋。本發(fā)明規(guī)定了裝配間隙的上限，如間隙增大，應(yīng)力和變形增加，熱影響區(qū)增大，晶粒易粗大。調(diào)節(jié)夾持機構(gòu)的上下螺栓，使管極處于工件厚度的中心；6、預(yù)熱母體煤氣加熱溫度彡150°C，均溫。第二步，焊接焊接材料的選用焊絲選用H10Mn2，規(guī)格Φ 3. 2mm，焊劑HJ431 ；焊接參數(shù)的確定送絲速度=160 180m/h;電壓￥ = 46 5(^;焊接速度為 1. 2m/h ；熔池深度40 50mm ；進行電渣焊，將焊絲送進四根管極所形成的熔池中，通電焊接；焊接過程中保持基本恒定的焊接參數(shù)，調(diào)整焊絲，使之處于裝配間隙的中心位置； 同時檢測渣池深度和出水溫度；焊接過程中使用膠木板、竹片固定管極在間隙中間位置使其不擺動；焊接過程中使用水冷滑塊加速熔池冷卻；焊接引出階段逐漸減低焊接電壓和送絲速度，以減少產(chǎn)生裂紋和縮孔等缺陷；第三步，焊后處理拆除電渣焊結(jié)束后立即割除引弧板和引出板，切割時不能損傷母材；
檢查仔細檢查拆除引弧板和引出板切割面、焊縫有無表面缺陷，若有缺陷立即用氣割或碳刨清除；焊補在表面缺陷、焊趾處及有咬邊等的焊接缺陷處進行焊補，焊補采用手工焊， 焊條型號為J507，規(guī)格為Φ4.0，焊接電流I = 160 180A，焊接電壓U = M 27V ；修磨焊補處焊縫及焊趾處修磨光滑過渡；焊后整體進爐消應(yīng)力退火處理；焊后熱處理采用如圖3所示的工藝曲線，將工件置于爐溫不高于300°C的爐中，以加熱速率65°C /小時的速度加熱到溫度625士20°C保持6 小時，然后以65°C /小時的速率冷卻到300°C以下出爐在靜止空氣中冷卻。本發(fā)明在管涂料中添加了多種鐵合金元素，并且通過焊接工藝參數(shù)控制了晶粒增長，最終的焊縫形成了較為理想的組織，因此無需進行正火+回火的熱處理，僅需進行消應(yīng)力的退火處理，經(jīng)過該熱處理工藝，能夠滿足焊縫的性能要求。本發(fā)明更簡便高效，可實施性較高，能夠極大地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。另外，本發(fā)明能夠改善操作人員的工作環(huán)境，減少粉塵和弧光傷害，更加環(huán)保。本發(fā)明可用于焊接300T轉(zhuǎn)爐中的關(guān)鍵部件支承頸部件的厚鍛件對接接頭。
權(quán)利要求
1.一種厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于采用管極電渣焊的方法將兩件厚度為 240 觀6讓的工件焊接為一體，包括以下步驟第一步，焊前準備a、配制管涂料在管涂料配方內(nèi)加入多種鐵合金元素得到粉料；粉料混合均勻后加入粘合劑，制成管涂料；b、制作電極；將管涂料涂在管極外壁上；c、裝配電極將四根管極固定裝配于夾持機構(gòu)上，中間兩根管極間距為60mm，該兩根管極與外側(cè)相鄰的管極的間距為96mm ；d、裝配待焊工件，調(diào)節(jié)兩個工件的裝配間隙，使下坡口的裝配間隙為33 35mm，上坡口的裝配間隙為35 38mm;裝配引弧板和出弧板；調(diào)節(jié)夾持機構(gòu)，使四根管極處于兩個工件的裝配間隙中；e、預(yù)熱母體煤氣加熱溫度>150°C，均溫；第二步，焊接進行電渣焊，將焊絲送進四根管極所形成的熔池中，通電焊接；焊接方向為從下坡口焊至上坡口 ；焊接過程中的焊接參數(shù)為送絲速度=160 180m/h ；電壓V = 46 50V ；焊接速度為1. 2m/h ；熔池深度40 50mm ；焊接引出階段逐漸減低焊接電壓和送絲速度；第三步，焊后熱處理焊后整體進爐消應(yīng)力退火處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于所述管涂料配方的成分為錳礦粉36%、滑石粉21%、鈦白粉8%、白云石2%、石英粉21 %、螢石粉12%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于所述鐵合金元素的加入量為每公斤管涂料配方中加入硅鐵150g、鉬鐵150g、鈦鐵110g、釩鐵100g。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于所述粘合劑為鈉水玻璃:Si030%, Na012. 5%，S、P 彡 0· 05%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于所述涂在管極上的管涂料厚度為2 3mm，自然干燥后，將涂有管涂料的管極在250°C溫度條件下烘焙2小時。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于所述第二步的焊絲為 H10Mn2，規(guī)格 Φ 3. 2mm，焊劑 HJ431。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于所述第三步的焊后熱處理的方法是將工件置于爐溫不高于300°C的爐中，以加熱速率65°C /h的速度加熱到溫度625士20°C保持6小時，然后以65°C /h的速率冷卻到300°C以下出爐在靜止空氣中冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的厚板對接接頭的焊接方法，其特征在于所述第一步b步驟中的管極為Φ 14X4的20管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種厚板對接接頭的焊接方法，采用管極電渣焊的方法將兩件厚度為240～286mm的工件焊接為一體，包括以下步驟第一步，焊前準備在管涂料配方內(nèi)加入多種鐵合金元素得到粉料；粉料混合均勻后加入粘合劑，制成管涂料；將管涂料涂在管極外壁上；將四根管極固定裝配于夾持機構(gòu)上；調(diào)節(jié)兩個工件的裝配間隙；第二步，焊接進行電渣焊，將焊絲送進四根管極所形成的熔池中，通電焊接；焊接方向為從下坡口焊至上坡口；第三步，焊后熱處理。本發(fā)明更簡便高效，可實施性較高，能夠極大地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。并且能夠改善操作人員的工作環(huán)境，減少粉塵和弧光傷害，更加環(huán)保。
文檔編號B23K37/00GK102248281SQ20101018001
公開日2011年11月23日 申請日期2010年5月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月20日
發(fā)明者冒琳艷, 張洪才, 朱志榮, 程志家 申請人:上海重型機器廠有限公司