專利名稱：隨焊后熱焊接法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接方法。
背景技術(shù)：
焊縫和近縫區(qū)是焊接結(jié)構(gòu)最薄弱的環(huán)節(jié)，其中一個(gè)重要原因是焊縫和近縫 區(qū)存在較大殘余拉應(yīng)力。殘余拉應(yīng)力的存在可能引起焊接裂紋、結(jié)構(gòu)脆斷、應(yīng) 力腐蝕開(kāi)裂和疲勞壽命降低等不良后果。重要結(jié)構(gòu)往往需要焊后消除應(yīng)力處理， 費(fèi)工費(fèi)時(shí)、消耗大量能源，熱處理法消除應(yīng)力還可能產(chǎn)生消除應(yīng)力脆化和再熱
裂紋等問(wèn)題。況且，消除應(yīng)力一般不能完全徹底，例如振動(dòng)法只能消除大約50% 的殘余應(yīng)力，熱處理法一般被認(rèn)為是最有效的消除應(yīng)力方法，理論上當(dāng)加熱溫 度足夠高時(shí)可以完全消除應(yīng)力，但受各種因素的制約，加熱溫度不能太高，消 除應(yīng)力效果受到影響。例如制造大型水輪機(jī)的0Crl4Ni5Mo鋼的焊接試板，經(jīng) 60(TC8小時(shí)熱處理，焊接拉應(yīng)力只消除12%，仍保留有接近其屈服強(qiáng)度的殘余 拉應(yīng)力。
關(guān)橋等研發(fā)的動(dòng)態(tài)控制低應(yīng)力無(wú)變形焊接技術(shù)，利用隨焊噴水冷卻剛剛凝 固的高溫焊縫實(shí)現(xiàn)低應(yīng)力無(wú)變形焊接，其裝置原理圖見(jiàn)附圖1。采用該技術(shù)可使 常規(guī)焊接的低碳鋼薄板焊縫中心的殘余應(yīng)力由300MPa的拉應(yīng)力變?yōu)?20MPa 的壓應(yīng)力或60MPa的拉應(yīng)力(噴水位置與電弧中心之間距離分別為20mm和 30mm)，翹曲變形由30mm減少到lmm，效果明顯，此項(xiàng)技術(shù)已獲國(guó)家發(fā)明專 利(專利號(hào)ZL9310190.8)。在此方法中，噴水位置距離熱源(電弧)中心僅20 30mm，即便采用專門裝置，在稍有不慎情況下也可能使水蒸氣進(jìn)入熔池和電弧區(qū)，影響焊縫冶金質(zhì)量。此法只能實(shí)現(xiàn)低應(yīng)力、不能實(shí)現(xiàn)無(wú)應(yīng)力焊接。低合金 鋼焊接時(shí)容易產(chǎn)生冷裂紋(延遲裂紋)，常采用焊接后熱來(lái)預(yù)防，這不僅增加工 序，費(fèi)工費(fèi)時(shí)費(fèi)能源，還需要專用的加熱設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種隨焊后熱焊接方法，以實(shí)現(xiàn)無(wú)應(yīng)力、低應(yīng)力、 壓應(yīng)力焊接，并且可預(yù)防焊接冷裂紋。
本發(fā)明提供的隨焊后熱焊接法，其特征在于隨著焊接，在焊接熱源后55
500mm距離內(nèi)對(duì)焊件橫斷面進(jìn)行加熱，溫度為250°C 850°C，隨后自然冷卻。 本發(fā)明提供的隨焊后熱焊接法，其后熱可以是焊件整個(gè)橫斷面加熱到等于 所焊接金屬"力學(xué)熔點(diǎn)"(即升溫時(shí)金屬屈服強(qiáng)度開(kāi)始為零的溫度)至高于"力學(xué) 熔點(diǎn)"20'C的溫度，以實(shí)現(xiàn)無(wú)應(yīng)力焊接，更高溫度的后熱也能實(shí)現(xiàn)無(wú)應(yīng)力焊接， 但存在浪費(fèi)能源等缺點(diǎn)。后熱溫度低于"力學(xué)熔點(diǎn)"1 10(TC可實(shí)現(xiàn)低應(yīng)力焊接。 本發(fā)明提供的隨焊后熱焊接法，其后熱可以是對(duì)焊件近縫區(qū)兩側(cè)到板邊金 屬進(jìn)行加熱，后熱溫度高于悍縫和近縫區(qū)100 200°C，在焊縫和近縫區(qū)產(chǎn)生適 當(dāng)殘余壓應(yīng)力。
本發(fā)明提供的隨焊后熱焊接法，其后熱可以是焊件整個(gè)橫斷面加熱到250 350°C，以預(yù)防低合金鋼焊接冷裂紋。
本發(fā)明提供的隨焊后熱焊接方法，其優(yōu)點(diǎn)在于由于后熱熱源離焊接熱源 較遠(yuǎn)(大于50mm)，又無(wú)水介質(zhì)，不會(huì)干擾電弧，也不會(huì)影響焊縫冶金質(zhì)量； 無(wú)應(yīng)力、低應(yīng)力焊接的實(shí)施可避免或降低焊接殘余拉應(yīng)力的危害，也去掉了焊 后消除應(yīng)力工序，省工省時(shí)省能源；焊縫和近縫區(qū)存在適當(dāng)壓應(yīng)力對(duì)預(yù)防應(yīng)力 腐蝕開(kāi)裂和提高疲勞壽命非常有益；采用隨焊后熱法可使焊接和預(yù)防冷裂紋的 焊接后熱放在一個(gè)工序完成，這不僅省工省時(shí)省能源，還省去了專用加熱設(shè)備。


圖1為動(dòng)態(tài)控制低應(yīng)力無(wú)變形焊接裝置原理圖，
圖2為隨焊后熱焊接方法原理圖，
圖中l(wèi)-焊件，2-墊板，3-夾具，4-焊接熱源，5-冷卻噴嘴，6-后熱加熱區(qū)。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例l低碳鋼板隨焊后熱無(wú)應(yīng)力焊接(低碳鋼的"力學(xué)熔點(diǎn)"為60(TC) 在焊接熱源后60mm處用氧-乙炔火焰對(duì)所焊鋼板整個(gè)橫斷面進(jìn)行隨焊后 熱，溫度為610'C，隨后自然冷卻。
低碳鋼板焊縫和近縫區(qū)無(wú)焊接殘余應(yīng)力。
實(shí)施例2 LF6鋁合金板隨焊后熱無(wú)應(yīng)力焊接(LF6鋁合金的"力學(xué)熔點(diǎn)"為 420。C)
在焊接熱源后70mm處用氧-乙炔火焰對(duì)所焊鋁合金板整個(gè)橫斷面進(jìn)行隨焊 后熱，溫度為440'C，隨后自然冷卻。
LF6鋁合金板焊縫和近縫區(qū)無(wú)焊接殘余應(yīng)力。
實(shí)施例3 TC4鈦合金板隨焊后熱無(wú)應(yīng)力焊接(TC4鈦合金的"力學(xué)熔點(diǎn)" 為800。C)
在焊接熱源后65mm處用線狀激光束對(duì)所焊鈦合金板整個(gè)橫斷面進(jìn)行隨焊 后熱，溫度為80(TC，并用氬氣進(jìn)行保護(hù)，隨后自然冷卻。 TC4鈦合金板焊縫和近縫區(qū)無(wú)焊接殘余應(yīng)力。
實(shí)施例4低碳鋼板隨焊后熱低應(yīng)力焊接(低碳鋼的"力學(xué)熔點(diǎn)"為60(TC) 在焊接熱源后80mm處用氧-乙炔火焰對(duì)所焊鋼板整個(gè)橫斷面進(jìn)行隨焊后 熱，溫度為560'C，隨后自然冷卻。
低碳鋼板焊縫和近縫區(qū)存在40MPa的低值殘余拉應(yīng)力。實(shí)施例5低碳鋼板隨焊后熱壓應(yīng)力焊接
在焊接熱源后200mm處用氧-乙炔火焰對(duì)近縫區(qū)兩側(cè)到板邊金屬進(jìn)行隨焊 后熱，溫度為500。C，隨后自然冷卻。
低碳鋼板焊縫產(chǎn)生100MPa壓應(yīng)力，近縫區(qū)產(chǎn)生120MPa壓應(yīng)力。
實(shí)施例6 1Crl8Ni9Ti不銹鋼板隨焊后熱壓應(yīng)力焊接
在焊接熱源后220mm處用氧-乙炔火焰對(duì)近縫區(qū)兩側(cè)到板邊金屬進(jìn)行隨焊 后熱，溫度為500。C，隨后自然冷卻。
不銹鋼焊縫產(chǎn)生120MPa的壓應(yīng)力，近縫區(qū)產(chǎn)生140MPa的壓應(yīng)力。
實(shí)施例7 30CrMnSiNiA鋼隨焊后熱預(yù)防焊接冷裂紋
在焊接熱源后240mm處用氧-乙炔火焰對(duì)焊件整個(gè)橫斷面后熱到300。C，隨 后自然冷卻。
焊件沒(méi)有產(chǎn)生冷裂紋。
權(quán)利要求
1、隨焊后熱焊接法，其特征在于隨著焊接，在焊接熱源后55～500mm距離內(nèi)對(duì)焊件橫斷面進(jìn)行加熱，溫度為250℃～850℃，隨后自然冷卻。
2、 按照權(quán)利要求1所述的隨焊后熱焊接方法，其特征在于所述焊件整個(gè) 橫斷面后熱的溫度低于所焊接金屬"力學(xué)熔點(diǎn)"100'C至高于"力學(xué)熔點(diǎn)"2(TC的溫度。
3、 按照權(quán)利要求1所述的隨焊后熱焊接方法，其特征在于所述后熱的焊件橫斷面，近縫區(qū)兩側(cè)到板邊金屬溫度高于焊縫和近縫區(qū)100 200°C。
4、 按照權(quán)利要求1所述的隨焊后熱焊接方法，其特征在于所述焊件整個(gè)橫斷面后熱的溫度為250 350°C。
全文摘要
本發(fā)明提供的隨焊后熱焊接法，其特征在于隨著焊接，在焊接熱源后55～500mm距離內(nèi)對(duì)焊件橫斷面進(jìn)行加熱，溫度為250℃～850℃，隨后自然冷卻。本發(fā)明提供的隨焊后熱焊接方法，其優(yōu)點(diǎn)在于由于后熱熱源離焊接熱源較遠(yuǎn)(大于50mm)，又無(wú)水介質(zhì)，不會(huì)干擾電弧，也不會(huì)影響焊縫冶金質(zhì)量；無(wú)應(yīng)力、低應(yīng)力焊接的實(shí)施可避免或降低焊接殘余拉應(yīng)力的危害，也去掉了焊后消除應(yīng)力工序，省工省時(shí)省能源；焊縫和近縫區(qū)存在適當(dāng)壓應(yīng)力對(duì)預(yù)防應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂和提高疲勞壽命非常有益；較低溫度(250～350℃)隨焊后熱可預(yù)防焊接冷裂紋，還可省去焊接后熱工序，省工省時(shí)省能源并且省去專用加熱設(shè)備。
文檔編號(hào)C21D9/50GK101413050SQ20071015751
公開(kāi)日2009年4月22日 申請(qǐng)日期2007年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月17日
發(fā)明者王者昌 申請(qǐng)人:王者昌