專利名稱：一種不開裂、不變形的中、高碳鋼焊接工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)，尤其涉及一種不開裂、不變形的中、高碳鋼焊接工藝方法。
背景技術(shù)：
關(guān)于中、高碳鋼的焊接，目前擺在我們面前的難題是一、焊后變形；二、焊接過程中熱裂紋的出現(xiàn)、焊好以后冷裂紋的出現(xiàn)。這些問題直接影響著我們的制造業(yè)和生產(chǎn)裝置的各類中、高碳鋼的焊接，也可以說是一個(gè)世界級(jí)的問題。因此，在選用焊接材料和焊接工藝上都具有很大的難度，所以中、高碳鋼不開裂、不變形的焊接一直是困擾著企業(yè)和焊接材料科研工作者的一大難題。目前，尤其是一些使用大型往復(fù)式壓縮機(jī)的企業(yè)，所用壓縮機(jī)的曲軸大多用中、高碳鋼鍛件制作，如果壓縮機(jī)的曲軸產(chǎn)生裂紋，按國家規(guī)定均作報(bào)廢處理。因?yàn)閺膰覙?biāo)準(zhǔn)來看，這類曲軸屬五類鍛件，所以對(duì)這類鍛件的質(zhì)量要求很高，不允許有裂紋、凹痕、非金屬雜物等缺陷存在；如果是壓縮機(jī)的曲軸曲柄R處產(chǎn)生裂紋那就更得報(bào)廢，因?yàn)樵摬课皇乔S的應(yīng)力集中區(qū)。一般壓縮機(jī)的曲軸不屬于易損件，不會(huì)有儲(chǔ)備，若出現(xiàn)了問題，新買一根需要半年以上的時(shí)間，從生產(chǎn)的角度來講根本不允許；一根大型壓縮機(jī)的曲軸的自身價(jià)值就達(dá)七、八十萬元，如果報(bào)廢，會(huì)造成生產(chǎn)流程中斷，給企業(yè)造成極大的經(jīng)濟(jì)損失。此外，對(duì)于中、高碳鋼焊接的專利報(bào)道，目前還沒有看到類似這方面的文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于針對(duì)中、高碳鋼的焊接問題，而提供一種不開裂、不變形的焊接工藝方法。通過設(shè)定合理的預(yù)熱參數(shù)，選擇焊接材料，控制焊接件溫度，并采取對(duì)焊接部錘擊及焊接后對(duì)整體保溫時(shí)效處理的方式，改善焊接性能，使焊接后的中、高碳鋼件的各項(xiàng)性能達(dá)到與原件相當(dāng)水平，實(shí)現(xiàn)了中、高碳鋼焊接的不變形、不開裂。本發(fā)明是通過實(shí)施下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種不開裂、不變形的中、高碳鋼焊接工藝方法，其特征在于包括如下步驟(1)角焊接頭處單邊開50° 55°坡口，對(duì)接接頭V字形單邊開30° 35°坡口，其余按GB150焊接結(jié)構(gòu)形式的規(guī)定執(zhí)行；(2)焊前打磨清除焊縫周邊40mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污；(3)焊接前預(yù)熱溫度中、高碳鋼件的預(yù)熱溫度為85°C 100°C，預(yù)熱時(shí)間不少于 48小時(shí)；(4)施焊采用NiCrFe-3焊條，使用前將焊條在250°C溫度下烘焙，保溫時(shí)間不少于 1小時(shí)；(5)施焊過程中，焊接件溫度控制在90°C 110°C之間；(6)用烘焙后的NiCrFe-3焊條，短弧間接施焊，并在焊接間隙用鐵錘的尖端快速敲擊堆焊部位；(7)焊接速度60 80mm/min ；
(8)焊接后進(jìn)行中、高碳鋼件整體保溫時(shí)效處理，保溫溫度為60°C 80°C，保溫時(shí)間不少于24小時(shí)。采用以上焊接工藝和焊接材料焊接中、高碳鋼件，焊接前通過對(duì)中、高碳鋼件的預(yù)熱及對(duì)所用焊條的烘焙，降低了后續(xù)焊接中、高碳鋼件的冷卻速度，減少在焊縫中引起的內(nèi)應(yīng)力，在焊接過程中通過對(duì)焊接部位的錘擊，即可細(xì)化晶粒消除部分焊接應(yīng)力，又利于焊材與母材的熔合，通過焊接材料的選擇，和焊接工藝的合理確定，解決了中、高碳鋼焊接過程中焊接內(nèi)應(yīng)力的消除問題，提高了中、高碳鋼件在焊接中焊材與母材的熔合，使焊接后的中、高碳鋼件的各項(xiàng)性能完全滿足使用要求，甚至超過母材本身。
具體實(shí)施例方式實(shí)施實(shí)例曲軸材質(zhì)為50#鍛鋼，曲柄與主軸頸R處產(chǎn)生裂紋，對(duì)該曲軸進(jìn)行焊接修復(fù)，包括如下步驟曲柄與主軸頸R處去除裂紋，深度30mm，面積30cm2，清除周邊40mm范圍內(nèi)的鐵銹、 油污；焊接前將曲軸放置加熱箱恒溫預(yù)熱48小時(shí)，預(yù)熱溫度為90°C 士2°C ；施焊前將NiCrFe-3焊條放置烘箱內(nèi)，在250°C溫度下烘焙，保溫1小時(shí)后隨用隨?。皇┖高^程中，曲軸溫度控制在100°C 士3°C ；用烘焙后的NiCrFe-3焊條，短弧間接施焊，其焊接速度控制在60 SOmm/min，并在焊接間隙用鐵錘的尖端快速敲擊堆焊部位；焊接完成后對(duì)曲軸整體保溫時(shí)效處理，保溫溫度為75。C 士2°C，保溫時(shí)間不少于 24小時(shí)。使用這種焊接工藝方法和焊接材料修復(fù)中、高碳鋼曲軸是公司經(jīng)過了上百次以上的試驗(yàn)得出的可行方法。比如1、自貢鴻鶴化工廠合成氨3D22大型壓縮機(jī)曲軸材質(zhì)50# 鋼，曲軸曲柄R處產(chǎn)生裂紋，采用本工藝方法和焊接材料加以修復(fù)，修復(fù)后的曲軸既不變形又沒有冷、熱裂紋出現(xiàn)，安裝上機(jī)試運(yùn)行720小時(shí)后，對(duì)曲軸進(jìn)行無損傷探測(cè)，未發(fā)現(xiàn)任何異常問題，至今，該曲軸在機(jī)組中已累計(jì)使用了 16年，期間曾多次對(duì)曲軸補(bǔ)焊部位進(jìn)行著色探傷檢查等檢驗(yàn)，均未發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)任何新的裂紋和變形；2、山東魯南化肥廠合成氨4M24大型壓縮機(jī)曲軸材質(zhì)45#鋼，曲軸也出現(xiàn)類似問題，也同樣采用本工藝方法和焊接材料得以修復(fù)，修復(fù)后的曲軸至今使用良好。這都給企業(yè)解決了生產(chǎn)急需的難題，向中、高碳鋼曲軸曲柄R處產(chǎn)生裂紋，焊接修復(fù)這樣難度很大的課題采用本工藝和材料都能焊接修復(fù)，則遇到其它中、高碳鋼的焊接問題，當(dāng)然就能夠迎刃而解了。上述事實(shí)足以證明這種中、高碳鋼的焊接工藝方法的可靠，它開辟了一條中、高碳鋼焊接既不變形又不開裂的先河。
權(quán)利要求
1. 一種不開裂、不變形的中、高碳鋼焊接工藝方法，其特征在于包括如下步驟(1)角焊接頭處單邊開50° 55°坡口，對(duì)接接頭V字形單邊開30° 35°坡口，其余按GB150焊接結(jié)構(gòu)形式的規(guī)定執(zhí)行；(2)焊前打磨清除焊縫周邊40mm范圍內(nèi)的鐵銹、油污；(3)焊接前預(yù)熱溫度中、高碳鋼件的預(yù)熱溫度為85°C 100°C，預(yù)熱時(shí)間不少于48小時(shí)；(4)施焊采用NiCrFe-3焊條，使用前將焊條在250°C溫度下烘焙，保溫時(shí)間不少于1小時(shí)；(5)施焊過程中，焊接件溫度控制在90°C 110°C之間；(6)用烘焙后的MCrFe-3焊條，短弧間接施焊，并在焊接間隙用鐵錘的尖端快速敲擊堆焊部位；(7)焊接速度60 80mm/min；(8)焊接后進(jìn)行中、高碳鋼件整體保溫時(shí)效處理，保溫溫度為60V 80°C，保溫時(shí)間不少于24小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不開裂、不變形的中、高碳鋼焊接工藝方法，包括如下步驟焊接前將焊接件預(yù)熱至85℃～100℃；施焊采用NiCrFe-3焊條；施焊過程中焊接件溫度控制在90℃～110℃之間；用烘焙后的NiCrFe-3焊條，短弧間接施焊；焊接后對(duì)焊接件進(jìn)行整體保溫時(shí)效處理，保溫溫度為60℃～80℃。采用以上焊接工藝和焊接材料焊接中、高碳鋼件，焊接前通過對(duì)中、高碳鋼件的預(yù)熱及對(duì)焊條的烘焙，降低了后續(xù)焊接中焊接件的冷卻速度，減少在焊縫中引起的內(nèi)應(yīng)力，在焊接過程中通過對(duì)焊接部位的錘擊，既可細(xì)化晶粒消除部分焊接應(yīng)力，又利于焊材與母材的熔合，解決了中、高碳鋼在焊接過程中焊接內(nèi)應(yīng)力的消除問題，提高了中、高碳鋼件在焊接中焊材與母材的熔合，使焊接后的中、高碳鋼件的各項(xiàng)性能達(dá)到與原件相當(dāng)?shù)乃健?br> 文檔編號(hào)B23K9/235GK102463402SQ20101055115
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者徐志 申請(qǐng)人:成都植源機(jī)械科技有限公司