專利名稱：一種爆炸焊接用0Cr13型鐵素體不銹鋼拼接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
木發(fā)明涉及一種材料的爆炸焊接拼接工藝方法，特別是一種爆炸焊接用大 面積復(fù)層0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接工藝方法。
背景技術(shù)：
0Crl3不銹鋼是一種鐵素體-馬氏體不銹鋼，占基體主要部分的是鐵素體， 但少量的馬氏體使鋼的強(qiáng)度顯著增加，由于這類鋼具有優(yōu)良的耐熱性能，常以 不銹鋼/碳鋼復(fù)合板的形式廣泛應(yīng)用于焦碳塔、煤直接液化裝置等石油化工設(shè)備 中，由于供貨寬度一般較大， 一般在1.5米以上，受目前市場0Crl3供貨尺寸 的限制，0Crl3在制造成復(fù)合材料以前要進(jìn)行拼接以滿足不同規(guī)格尺寸的要求， 0Crl3屬于鐵素體不銹鋼，但基體中含有少量的馬氏體，因此這種鋼的焊接性 較差，在復(fù)合材料的生產(chǎn)過程中復(fù)層拼接接頭要經(jīng)過爆炸焊接的強(qiáng)沖擊波作用， 很容易撕裂。
由于復(fù)層0Crl3不銹鋼在爆炸焊接之前要進(jìn)行對(duì)接，而0Crl3不銹鋼熱影 響區(qū)焊后狀態(tài)的組織為硬脆的馬氏體組織，拼接過程中在不斷的焊接熱循環(huán)作 用下，容易造成焊接接頭的塑性韌性降低，口J能導(dǎo)致475'C脆化，脆性相和晶 粒粗大等，經(jīng)爆炸焊接后，由于鐵素體固有的低塑性，以及焊接熱循環(huán)引起的 熱影響區(qū)晶粒長大和碳、氮化物在晶界積聚，在0Crl3不銹鋼拼接接頭拘束度 很大的背景下，經(jīng)過爆轟波的沖擊，極易產(chǎn)生裂紋，并且力學(xué)性能將進(jìn)一步惡 化。
針對(duì)這種情況，復(fù)合板制造廠家的解決辦法是先對(duì)0Cr13不銹鋼不填絲自 熔焊，經(jīng)爆炸焊接后自熔焊縫進(jìn)行刨磨處理，然后重新堆焊，這種狀況不但增
加了勞動(dòng)強(qiáng)度，惡化了勞動(dòng)環(huán)境，而且生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種爆炸焊接用大面積復(fù)層0Crl3型 鐵素體不銹鋼拼接工藝方法，解決以往工藝方法勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)環(huán)境惡劣、 生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)周期長等問題，使利用該方法生產(chǎn)的大面積復(fù)層0Crl3型鐵 素體不銹鋼拼接焊縫經(jīng)爆炸焊接后不需要刨掉重新堆焊。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是采用SMAW的焊接方 法、超低碳奧氏體焊材對(duì)大面積0Crl3型鐵素體不銹鋼點(diǎn)固焊后進(jìn)行正面焊接， 然后進(jìn)行反面焊接，再進(jìn)行爆炸焊接，最后進(jìn)行退火熱處理。必要時(shí)再進(jìn)行無 損檢測，即完成了大面積0Crl3型鐵素體不銹鋼復(fù)合材料的制造。
所述的超低碳奧氏體焊材，可以是韌性好的不銹鋼焊材，特別優(yōu)選E309L焊材。
本發(fā)明的工藝方法，正面焊接后根據(jù)需要可以進(jìn)行反面清根，特別是對(duì) 于母材厚度大于等于3mm材料，正面焊接后需要反面清根。反面清根后根據(jù)需 要可以進(jìn)行無損檢測。
本發(fā)明的工藝方法，反面焊接后可以經(jīng)校平后才進(jìn)行爆炸焊接，但是在板 形非常好的情況下可以不校平。
本發(fā)明的工藝方法，退火熱處理?xiàng)l件可以是普通的能消除不銹鋼材料應(yīng) 力的常見退火方法，只要達(dá)到消除應(yīng)力的結(jié)果即可。優(yōu)選的條件是80(TC左右 消應(yīng)力熱處理，保溫時(shí)間為2小時(shí)，出爐冷卻。進(jìn)行退火熱處理工序后復(fù)合材 料根據(jù)需要可以進(jìn)行校平工序，也可以進(jìn)行退火熱處理工序后直接進(jìn)行無損檢
這些優(yōu)選的工序可以互相結(jié)合使用，也可以基礎(chǔ)工序單獨(dú)結(jié)合使用。 本發(fā)明的工藝方案除了 0Crl3夕卜，還能運(yùn)用到其他脆性大的材料上去， 特別是0Crl3型鐵素體不銹鋼材料上，如405不銹鋼。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資小，對(duì)環(huán)境污染小，勞動(dòng)成本低，同時(shí)可進(jìn)行多 張板拼接，方便生產(chǎn)，提高效率
采用這種方法制成的0Crl3復(fù)合材料不需要去掉復(fù)層拼接焊縫，重新堆 焊。這種拼接方法簡單、實(shí)用，不僅改善了勞動(dòng)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且 極大的提高了生產(chǎn)效率，可確保經(jīng)爆炸焊接后的0Crl3拼接接頭存在缺陷的焊 縫長度小于整張板拼接縫長度的5%，焊接接頭各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)均滿足相關(guān)指標(biāo) 要求，基本解決了 0Crl3焊接接頭經(jīng)爆炸焊接后開裂的難題。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
大面積0Crl3復(fù)合材料制造。待拼接的兩塊0Crl3尺寸分別為3 X 1229X 6250mm和3X1000X6250mm，將兩塊0Crl3板置于墊板上，施焊前清理坡口 區(qū)及周邊20mm范圍內(nèi)的油、水、銹等污物；使用烘干后的焊材E309L，將兩 塊待拼焊板進(jìn)行加寬焊接，首先進(jìn)行裝配定位焊，裝配間隙為1.8 2.0mm，定 位焊縫L(度為10 15mm，間距為300 40mm;正面焊接電流為90A,焊接電 J:k為24V;正面焊接完成后反面清根，經(jīng)無損檢測無缺陷；無損檢測后進(jìn)行反 面焊接，反面焊接電流為96A，焊接電壓為24V;將焊縫余高磨平后進(jìn)行無損 檢測、校平；板形滿足要求后進(jìn)行爆炸焊接，基層材料為16MnR，尺寸為26 X2210X6230mm;爆炸焊接后對(duì)0Crl3復(fù)層焊接接頭進(jìn)行無損檢測，無損檢測 結(jié)果滿足JB/T4730-2005II級(jí)要求；無損檢測合格后對(duì)復(fù)合板進(jìn)行78(TC消應(yīng)力 熱處理，保溫時(shí)間為2小時(shí)，出爐冷卻到4(TC后進(jìn)行校平；復(fù)合板熱處理校平 后對(duì)復(fù)層0Crl3拼接接頭進(jìn)行無損檢測，無損檢測結(jié)果顯示經(jīng)爆炸悍接后的 0Crl3拼接接頭裂紋率為98.8%，對(duì)缺陷區(qū)進(jìn)行挖磨修補(bǔ)；力學(xué)性能結(jié)果均滿 足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。大面積0Crl3復(fù)合材料制造完成。
實(shí)施例2
大面積0Crl3復(fù)合材料制造。待拼接的兩塊0Crl3尺寸分別為3X 1030X 7130mm和3X 1000X7130mm，將兩塊0Crl3板置于墊板上，施焊前清理坡口 區(qū)及周邊20mm范圍內(nèi)的油、水、銹等污物；使用烘干后的焊材E309L，將兩 塊待拼焊板進(jìn)行加寬焊接，首先進(jìn)行裝配定位焊，裝配間隙為2.0 2.2mm，定 位焊縫長度為10 15mm，間距為300 400mm;正面焊接電流為92A，焊接電 壓為24V;正面焊接完成后反面清根，經(jīng)無損檢測無缺陷；無損檢測后進(jìn)行反 面焊接，反面焊接電流為98A，焊接電壓為24V;將焊縫余高磨平后進(jìn)行無損 檢測、校平；板形滿足要求后進(jìn)行爆炸焊接，基層材料為20R，尺寸為28X2010 X7110 mm;爆炸焊接后對(duì)0Crl3復(fù)層焊接接頭進(jìn)行無損檢測，無損檢測結(jié)果 滿足JB/T4730-2005II級(jí)要求；無損檢測合格后對(duì)復(fù)合板進(jìn)行80(TC消應(yīng)力熱處 理，保溫時(shí)間為2小時(shí)，出爐冷卻到5(TC后進(jìn)行校平；復(fù)合板熱處理校平后對(duì) 復(fù)層0Crl3拼接接頭進(jìn)行無損檢測，無損檢測結(jié)果顯示經(jīng)爆炸焊接后的0Crl3 拼接接頭裂紋率為98.5%，對(duì)缺陷區(qū)進(jìn)行挖磨修補(bǔ)；力學(xué)性能結(jié)果均滿足相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)要求。大面積0Crl3復(fù)合材料制造完成。
實(shí)施例3
大面積0Crl3復(fù)合材料制造。待拼接的兩塊0Cr13尺寸分別為3X1300X 8450 mm和3X900X8450 mm，將兩塊0Crl3板置于墊板上，施焊前清理坡口 區(qū)及周邊20mm范圍內(nèi)的油、水、銹等污物；使用烘干后的焊材E309L，將兩 塊待拼焊板進(jìn)行加寬焊接，首先進(jìn)行裝配定位焊，裝配間隙為2.0 2.5mm，定 位焊縫長度為10 15mm，間距為300 400mm;正面焊接電流為95A，焊接電 壓為24V;正面焊接完成后反面清根，經(jīng)無損檢測無缺陷；無損檢測后進(jìn)行反 面焊接，反面焊接電流為102A,焊接電壓為24V;將焊縫余高磨平后進(jìn)行無損 檢測、校平；板形滿足要求后進(jìn)行爆炸焊接，基層材料為16MnR，尺寸為16 X2180X8430 mm;爆炸焊接后對(duì)0Crl3復(fù)層焊接接頭進(jìn)行無損檢測，無損檢 測結(jié)果滿足JB/T4730-2005 II級(jí)要求；無損檢測合格后對(duì)復(fù)合板進(jìn)行80(TC消應(yīng)
力熱處理，保溫時(shí)間為1.5小時(shí)，出爐冷卻到50'C后進(jìn)行校平；復(fù)合板熱處理 校平后對(duì)復(fù)層0Cr13拼接接頭進(jìn)行無損檢測，無損檢測結(jié)果顯示經(jīng)爆炸焊接 后的0013拼接接頭裂紋率為98.2%，對(duì)缺陷區(qū)進(jìn)行挖磨修補(bǔ)；力學(xué)性能結(jié)果 均滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。大面積0Crl3復(fù)合材料制造完成。 實(shí)施例4
大面積0Cd3復(fù)合材料制造，同實(shí)施例3，但是拼接的板材是405不銹鋼。
權(quán)利要求
1、一種爆炸焊接用0Cr13型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于包括如下工序-采用SMAW的焊接方法、超低碳奧氏體焊材對(duì)大面積復(fù)層0Cr13型鐵素體不銹鋼點(diǎn)固焊后進(jìn)行正面焊接；-然后進(jìn)行反面焊接；-然后進(jìn)行爆炸焊接；-進(jìn)行退火熱處理。
2、 權(quán)利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于: 對(duì)于母材厚度大于等于3mm材料，正面焊接后需要反面清根。
3、 權(quán)利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于 正面焊接后需要無損檢測。
4、 權(quán)利要求2所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于: 反面清根后需進(jìn)行無損檢測。
5、 權(quán)利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于: 反面焊接后經(jīng)校平后才進(jìn)行爆炸焊接。
6、 權(quán)利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于: 進(jìn)行退火熱處理工序后復(fù)合材料需要進(jìn)行校平工序。
7、 權(quán)利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于: 進(jìn)行退火熱處理工序后進(jìn)行無損檢測工序。
8、 權(quán)利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于:所述超低碳奧氏體焊材是E309L焊材。
9、權(quán)利要求1所述爆炸焊接用0Crl3型鐵素體不銹鋼拼接方法，其特征在于 所述退火熱處理?xiàng)l件為80(TC左右消應(yīng)力熱處理，保溫時(shí)間為2小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種爆炸焊接用0Cr13型鐵素體不銹鋼拼接方法，采用SMAW的焊接方法、超低碳奧氏體焊材對(duì)大面積0Cr13型鐵素體不銹鋼點(diǎn)固焊后進(jìn)行正面焊接，然后進(jìn)行反面焊接，再進(jìn)行爆炸焊接，最后進(jìn)行熱處理，必要時(shí)再進(jìn)行無損檢測，即完成了大面積0Cr13型鐵素體不銹鋼復(fù)合材料的制造。制成的復(fù)合材料不需要去掉復(fù)層拼接焊縫，重新堆焊。拼接方法簡單、實(shí)用，不僅改善了勞動(dòng)環(huán)境，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且極大的提高了生產(chǎn)效率，可確保經(jīng)爆炸焊接后拼接接頭存在缺陷的焊縫長度小于整張板拼接縫長度的5％，焊接接頭各項(xiàng)性能數(shù)據(jù)均滿足相關(guān)指標(biāo)要求，基本解決了焊接接頭經(jīng)爆炸焊接后開裂的難題。
文檔編號(hào)C21D1/30GK101352784SQ20081014125
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2008年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月25日
發(fā)明者吉群章, 王小華, 寶 辛 申請(qǐng)人:洛陽雙瑞金屬復(fù)合材料有限公司