專利名稱：珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種考慮被焊材料性質(zhì)的焊接工藝，具體說涉及一種珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝。
背景技術(shù)：
隨著在某大型流體傳輸系統(tǒng)中，有這樣一個(gè)關(guān)鍵零件，叫E閥體。結(jié)合圖I所示，由于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和安裝的需要，閥體I’的材料是SA217 WC9(珠光體耐熱鋼)，在閥體I’左、右兩端的進(jìn)水口 2’和出水口 3’需要焊接兩截變徑管4’ ；同樣是為了變徑管4’的加工和成本考慮，還需要在和系統(tǒng)輸送管道焊接。變徑管材料為SA106B(普通碳鋼)。這樣珠光體耐熱鋼閥體和普通碳鋼變徑管的對(duì)接焊問題就擺到了我們面前。焊接部位的直徑是230mm， 厚度是10mm。焊后熱處理也有明確要求不能改變兩種母材本身的組織結(jié)構(gòu)，由于異種鋼焊接，焊后熱處理溫度珠光體耐熱鋼要比普通碳鋼高近ioo°c，如何能保證既能滿足珠光體耐熱鋼的焊后熱處理溫度，又能保證普通碳鋼的材料，在高于焊后熱處理溫度100度時(shí)本體組織不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，是需要克服的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其可以保證珠光體耐熱鋼與普通碳鋼焊接在一起，并且不會(huì)改變兩種鋼材的組織結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)上述方案，本發(fā)明的技術(shù)解決方案為一種珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其包括以下步驟(I)先對(duì)兩種鋼材焊接端分別加工成組焊前的坡口尺寸，之后再將珠光體耐熱鋼坡口及與該坡口相連的珠光體耐熱鋼上、下表面部分分別向內(nèi)加工6-7mm厚度，形成過渡坡口 ；(2)將珠光體耐熱鋼預(yù)熱，并且用鎳基合金焊材對(duì)過渡坡口表面進(jìn)行堆焊，焊接厚度為7-9_ ；(3)將步驟(2)中的焊接表面進(jìn)行打磨，使其表面光滑；(4)按珠光體耐熱鋼材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥體堆焊表面進(jìn)行焊后熱處理，并將該堆焊表面加工為組焊前的坡口尺寸；(5)使用鎳基合金焊材對(duì)珠光體耐熱鋼的堆焊坡口與普通碳鋼的組焊前坡口之間進(jìn)行焊接；(6)將焊接在一起的珠光體耐熱鋼和普通碳鋼的焊縫區(qū)域按普通碳鋼材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱處理。本發(fā)明珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其中所述步驟(I)中的珠光體耐熱鋼組焊前坡口、普通碳鋼組焊前坡口呈對(duì)稱設(shè)置，所述珠光體耐熱鋼的組焊前坡口與普通碳鋼組焊前的坡口夾角為60度。本發(fā)明珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其中所述步驟(2)中的焊接方法采用鎢極氬弧焊，焊接參數(shù)為ERNiCrMo-3焊絲，焊絲直徑2. Omm，焊接的層間溫度控制在204-3150C，焊接電流65-170A，焊接電壓9-14V，焊接速度10-15cm/min，保護(hù)氣使用純度不低于99. 99%的氬氣。本發(fā)明珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其中所述步驟(2)中的珠光體耐熱鋼預(yù)熱溫度為不低于204度。本發(fā)明珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其中所述步驟(4)中的焊后熱處理溫度為 700-730°C。本發(fā)明珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其中所述步驟(5)中的焊接方法采用焊條電弧焊，焊接參數(shù)ENiCrMo-3焊條，直徑3. 2mm,母材預(yù)熱50度以上，層間溫度為46-176度，焊接電流65-170A，焊接電壓21-27V，焊接速度16-30cm/min，多層多道焊。本發(fā)明珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其中所述步驟出)中的熱處理溫度為 620-650 °C。采用上述方案后，本發(fā)明珠光體耐熱鋼與普通過碳鋼的焊接工藝通過先將兩種鋼材的焊接端部加工成組焊前的坡口，再將珠光體耐熱鋼坡口、及與該坡口相連接的珠光體耐熱鋼的上、下表面部分區(qū)域分別再向內(nèi)加工6-7mm，形成過渡坡口，然后在過渡坡口表面用鎳基合金焊材堆焊補(bǔ)充，并通過對(duì)焊接區(qū)域按珠光體耐熱鋼進(jìn)行熱處理后，對(duì)堆焊部分加工成組焊前的閥體坡口形狀，通過用鎳基合金堆焊在珠光體耐熱鋼過渡坡口上，使二者焊接在一起，再通過按著珠光體耐熱鋼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行熱處理，這樣就消除了二者之間的應(yīng)力，不改變珠光體耐熱鋼的組織結(jié)構(gòu)；然后再用鎳基合金焊材焊接珠光體耐熱鋼和普通碳鋼，即對(duì)珠光體耐熱鋼進(jìn)行二次焊接，這時(shí)由于有堆焊過渡層鎳基合金的存在，其可以做為珠光體耐熱鋼焊接時(shí)的熱影響區(qū)，這樣不會(huì)影響珠光體耐熱鋼的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，將焊接在一起的珠光體耐熱鋼和普通碳鋼的焊縫區(qū)域按普通碳鋼材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱處理，這樣可以消除普通碳鋼的熱應(yīng)力，由于鎳基合金在200°C到1090°C的范圍內(nèi)具有良好的高溫和低溫力學(xué)性能，固態(tài)組織都是奧氏體且沒有相變，可以保證珠光體耐熱鋼與普通碳鋼二者很好的焊接在一起，且焊接后的珠光體耐熱鋼和普通碳鋼的組織結(jié)構(gòu)均不會(huì)改變。


圖I是現(xiàn)有珠光體耐熱鋼閥體與普通碳鋼變徑管的連接結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明珠光體耐熱鋼閥體與普通碳鋼變徑管組焊前的坡口結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明珠光體耐熱鋼閥體與普通過碳鋼變徑管的焊接工藝，包括以下步驟(I)先對(duì)閥體I和變徑管2焊接端分別加工成組焊前的坡口尺寸，結(jié)合圖2所示，兩個(gè)坡口呈對(duì)稱設(shè)置，各坡口與水平面的夾角為60度，二者的組焊前坡口夾角為60度，之后將閥體I的坡口、與該坡口連接的閥閥體I進(jìn)水口端與出水口端上、下表面分別向內(nèi)加工
6-7mm厚度,形成過渡坡口 4 ；(2)將閥體2預(yù)熱，預(yù)熱溫度為不低于204度，并且用鎳基合金焊材對(duì)閥體I的過渡坡口 4表面進(jìn)行堆焊，焊接方法采用鎢極氬弧焊，焊接參數(shù)為ERNiCrMo-3焊絲，焊絲直徑2. Omm,焊接的層間溫度控制在204-315 °C，焊接電流65-170A，焊接電壓9-14V，焊接速度10-15cm/min，保護(hù)氣使用純度不低于99. 99%的氬氣，焊接厚度為7_9mm，形成焊接坡口 3 ；(3)將步驟(2)中的焊接坡口 3表面進(jìn)行打磨，使其表面光滑；(4)按珠光體耐熱鋼材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥體I堆焊表面進(jìn)行焊后熱處理，熱處理溫度為700-730°C，并將該堆焊表面加工為組焊前的坡口尺寸；(5)使用鎳基合金焊材對(duì)閥體I坡口和變徑管2坡口之間進(jìn)行焊接，焊接方法采用焊條電弧焊，焊接參數(shù)ENiCrMo-3焊條，直徑3. 2mm,母材預(yù)熱50度以上，層間溫度為46-176度，焊接電流65-170A，焊接電壓21-27V，焊接速度16-30cm/min，多層多道焊；(6)將焊接在一起的閥體I和變徑管2的焊縫區(qū)域按普通碳鋼材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱處理，熱處理溫度為620-650°C。本發(fā)明珠光體耐熱鋼閥體與普通過碳鋼變徑管的焊接工藝通過先將兩種珠光體耐熱鋼閥體I、普通碳鋼變徑管2的焊接端部加工成組焊前的坡口，再將閥體I坡口、及與該 坡口相連接的閥體I的進(jìn)或出水管的上、下表面部分區(qū)域分別再向內(nèi)加工6-7_，形成過渡坡口 4，然后在過渡坡口 4表面用鎳基合金焊材堆焊補(bǔ)充形成焊接坡口 3，并通過對(duì)焊接區(qū)域按珠光體耐熱鋼進(jìn)行熱處理后，對(duì)焊接坡口 3加工成組焊前的閥體I坡口形狀，通過用鎳基合金堆焊在珠光體耐熱鋼閥體I的過渡坡口 4上，使鎳基合金焊材與珠光體耐熱鋼閥體I 二者焊接在一起，再通過按著珠光體耐熱鋼標(biāo)準(zhǔn)對(duì)焊接區(qū)域進(jìn)行熱處理，這樣就消除了珠光體耐熱鋼的熱應(yīng)力，不改變珠光體耐熱鋼閥體I的組織結(jié)構(gòu)；然后再用鎳基合金焊材焊接珠光體耐熱鋼閥體I和普通碳鋼變徑管2，即對(duì)珠光體耐熱鋼閥體I進(jìn)行二次焊接，這時(shí)由于有堆焊過渡層鎳基合金的存在，其可以做為珠光體耐熱鋼閥體I焊接時(shí)的熱影響區(qū)，這樣不會(huì)影響珠光體耐熱鋼閥體I的內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)，將焊接在一起的珠光體耐熱鋼閥體I和普通碳鋼變徑管2的焊縫區(qū)域按普通碳鋼材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱處理，這樣可以消除普通碳鋼變徑管2的熱應(yīng)力，由于鎳基合金在200°C到1090°C的范圍內(nèi)具有良好的高溫和低溫力學(xué)性能，固態(tài)組織都是奧氏體且沒有相變，可以保證珠光體耐熱鋼閥體I與普通碳鋼變徑管2二者很好的焊接，且焊接后的珠光體耐熱鋼閥體I和普通碳鋼變徑管2的組織結(jié)構(gòu)均不會(huì)改變。以上所述實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)(包括類似材料焊接時(shí)，使用鎳基合金作為過渡層)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其特征在于包括以下步驟 (1)先對(duì)兩種鋼材焊接端分別加工成組焊前的坡口尺寸，之后再將珠光體耐熱鋼坡口及與該坡口相連的珠光體耐熱鋼上、下表面部分分別向內(nèi)加工6-7_厚度，形成過渡坡口 ； (2)將珠光體耐熱鋼預(yù)熱，并且用鎳基合金焊材對(duì)過渡坡口表面進(jìn)行堆焊，焊接厚度為7_9mm ； (3)將步驟(2)中的焊接表面進(jìn)行打磨，使其表面光滑； (4)按珠光體耐熱鋼材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)閥體堆焊表面進(jìn)行焊后熱處理，并將該堆焊表面加工為組焊前的坡口尺寸； (5)使用鎳基合金焊材對(duì)珠光體耐熱鋼的堆焊坡口與普通碳鋼的組焊前坡口之間進(jìn)行焊接； (6)將焊接在一起的珠光體耐熱鋼和普通碳鋼的焊縫區(qū)域按普通碳鋼材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱處理。
2.如權(quán)利要求I所述的珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其特征在于所述步驟(1)中的珠光體耐熱鋼組焊前坡口、普通碳鋼組焊前坡口呈對(duì)稱設(shè)置，所述珠光體耐熱鋼的組焊前坡口與普通碳鋼組焊前的坡口夾角為60度。
3.如權(quán)利要求I所述的珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其特征在于所述步驟(2)中的焊接方法采用鎢極氬弧焊，焊接參數(shù)為ERNiCrMo-3焊絲，焊絲直徑2.0mm，焊接的層間溫度控制在204-315°C，焊接電流65-170A，焊接電壓9-14V，焊接速度10-15cm/min，保護(hù)氣使用純度不低于99. 99%的氬氣。
4.如權(quán)利要求I所述的珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其特征在于所述步驟(2)中的珠光體耐熱鋼預(yù)熱溫度為不低于204度。
5.如權(quán)利要求I所述的珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其特征在于所述步驟(4)中的焊后熱處理溫度為700-730°C。
6.如權(quán)利要求I所述的珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其特征在于所述步驟(5)中的焊接方法采用焊條電弧焊，焊接參數(shù)ENiCrMo-3焊條，直徑3.2mm，母材預(yù)熱50度以上，層間溫度為46-176度，焊接電流65-170A，焊接電壓21-27V，焊接速度16_30cm/min，多層多道焊。
7.如權(quán)利要求I所述的珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，其特征在于所述步驟(6)中的熱處理溫度為620-650°C。
全文摘要
一種珠光體耐熱鋼與普通碳鋼的焊接工藝，屬于考慮被焊材料性質(zhì)的焊接工藝技術(shù)領(lǐng)域，其先對(duì)兩種鋼材的焊接端加工成組焊前坡口尺寸，之后將珠光體耐熱鋼坡口向內(nèi)加工6-7mm厚度；再將其預(yù)熱，并且用鎳基合金焊材對(duì)其坡口表面進(jìn)行堆焊，焊接厚度為7-9mm；之后將焊接表面進(jìn)行打磨，使其表面光滑；按珠光體耐熱鋼材料標(biāo)準(zhǔn)對(duì)堆焊表面進(jìn)行焊后熱處理，并將該堆焊表面加工為組焊前坡口尺寸；使用鎳基合金焊材對(duì)兩種鋼材的坡口之間進(jìn)行焊接；最后將焊接在一起的兩種鋼材焊縫區(qū)域按普通碳鋼材料標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行熱處理。本發(fā)明可以保證珠光體耐熱鋼與普通碳鋼焊接在一起，并且不會(huì)改變兩種鋼材的組織結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)B23K9/167GK102773581SQ20121028502
公開日2012年11月14日 申請(qǐng)日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者匡少寶, 杜應(yīng)流, 林欣, 王永娟, 黃海波 申請(qǐng)人:安徽應(yīng)流機(jī)電股份有限公司