不锈钢气瓶特殊焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种不锈钢气瓶特殊焊接工艺，包括以下步骤：A、通过机加工制作出半球零件；B、对半球零件的焊道加工出45度、直口0.5mm的坡口；C、使用丙酮清洗整个半球零件，清洗完成后再重点清洗擦拭焊道两侧20mm-30mm范围内的区域；D、按照产品图纸所示尺寸对需焊接的半球零件通过坡口进行组对对接，并对组对对接的两半球零件通过点焊进行固定；E、根据焊接工艺卡设定氩弧焊机电源和专用自动焊机的工作参数，并制作填充焊丝；F、将待焊工件装夹在专用自动焊机上，选用填充焊丝作为焊接材料，采用一道打底、二道盖面的焊接顺序对待焊工件进行施焊；G、按照产品规定的热处理制度进行焊后热处理。本发明专利技术能实现焊接工艺过程的自动化控制，工作效率高，焊接过程可控，焊接质量稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种焊接工艺，尤其是涉及一种不锈钢气瓶特殊焊接工艺。
技术介绍
由于不锈钢气瓶类产品在其结构设计、材料选用及实际应用等方面都具有其特殊性，因而其产品结构设计、材料和使用条件都对现有的焊接工艺具有一定的影响，并存在一些缺陷，如下：1、产品结构特设计对现有焊接工艺的影响：(1)由于产品在设计阶段需要考虑整体重量对其结构设计的影响，所以导致部分零部件具有壁薄的结构特点。这种薄壁结构会增加焊接工艺在实施过程中的不稳定性；(2)由于独特的产品结构设计形成焊接接头的复杂性，焊接实体主要为回转体、相交回转体、回转体与矩形体相交等结构，焊接接头有对接接头、角接接头，平面环焊缝、径向环焊缝等，这样会导致在局限实体结构当中存在多位置多形态的复杂焊道，使焊接过程在定位及施焊中增加了难度，及形成复杂的应力分布状态；(3)由于对焊道外观成型要求严格，及控制焊接热输入等原因，所以焊接时需要实现单面焊接双面成型，从而同样增加了焊接工艺参数的实施难度；⑷由于产品对于尺寸精度的要求严格，这样需要准确控制焊接过程中的热输入及变形量，所以增加了对于焊后尺寸控制的难度。2、材料特殊性对现有焊接工艺的影响：本产品的材料主要选用牌号为0Cr17Ni4Cu4Nb的不锈钢，属马氏体沉淀硬化型不锈钢，其具有高强度、高硬度和抗腐蚀等特性，经过热处理后其产品机械性能更加完善，耐压强度可高1100～1300MPa。焊接此类材料时常见的问题是热影响区的脆化和焊接冷裂纹：
(1)热影响区的脆化：此种材料具有较大的晶粒长大倾向，冷却速度较小时，热影响区易产生粗大的铁素体和碳化物；冷却速度较大时，热影响区易产生硬化现象，形成粗大的马氏体组织。这些粗大的组织都会使其热影响区的塑性和韧性降低而脆化。此外还具有一定的回火脆性。所以在焊接此种不锈钢时，冷却速度的控制是一个关键问题；(2)焊接冷裂纹：此类不锈钢由于含鉻量高，极大的提高了其淬硬性，不论焊前的原始状态如何，焊接总会使其近缝区产生马氏体组织。热影响区随着含碳量的增多，导致马氏体转变温度下降、硬度提高和韧性降低。随着淬硬倾向的增大，接头对冷裂也更加敏感，尤其在有氢存在时，还会产生更危险的氢致延迟裂纹。3、使用条件对现有焊接工艺的影响：(1)此类不锈钢气瓶的最高工作压力为8.5MPa，所以在薄壁结构的条件下，要求焊道应具有合适的强度及韧性，以保证在工作压力环境下焊道良好的可靠性；(2)此类不锈钢气瓶的成品需进行实验测试，并应复合《GJB150-2009军用装备实验室环境实验方法》的部分实验要求，实验项目主要包括低温、高温、温度冲击、温度-高度、湿热、霉菌、盐雾、振动、冲击、加速度、水压、气密、疲劳、爆破等。在这些模拟极端工况环境条件下的各项实验方法，均会对焊道的结构质量及其力学性能进行严酷的考验从而提出更高的质量要求；(3)基于以上的一些针对产品焊接质量的严格要求，对于此类不锈钢气瓶的焊道焊接质量相应需要进行严格的探伤等级检测，企业标准要求应达到Ⅰ级探伤标准。所以需要对焊接工艺参数及施焊方法进行严格的控制，这样会投入大量的人力和物力，提高了成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于有效克服上述技术的不足，提供一种不锈钢气瓶特殊焊接工艺，使用专用自动焊机采用氩弧焊接的方法，实现焊接工艺过程的自动化控制，工作效率高，焊接过程可控，焊接质量稳定。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种不锈钢气瓶特殊焊接工艺，包括以下步骤：A、将0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢通过机加工制作出半球零件；B、机加工完成后，对半球零件的焊道加工出45度、直口0.5mm的坡口，并对坡口清除棱边毛刺；C、使用丙酮清洗整个半球零件，清洗完成后再重点清洗擦拭焊道两侧20mm-30mm范围内的区域；D、按照产品图纸所示尺寸对需焊接的半球零件通过坡口进行组对对接，并对组对对接的两半球零件通过点焊进行固定，形成待焊工件；E、根据焊接工艺卡设定氩弧焊机电源和专用自动焊机的工作参数，并制作填充焊丝；F、将待焊工件装夹在专用自动焊机上，校正焊枪角度，调整焊道旋转角度，启动氩弧焊机电源和专用自动焊机，选用填充焊丝作为焊接材料，采用一道打底、二道盖面的焊接顺序对待焊工件进行施焊，在焊接过程中，手动填充焊接材料，并且待焊工件上焊道内、外两面均采用高纯度氩气进行大面积气体保护；G、焊接完成后，按照产品规定的热处理制度进行焊后热处理，产品即制作完成。上述步骤中，所述步骤E中，填充焊丝的材料为0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢。上述步骤中，所述步骤F中，焊枪角度为50度。本专利技术的有益效果在于：本专利技术提供的不锈钢气瓶特殊焊接工艺，使用专用自动焊机采用氩弧焊接的方法，实现焊接工艺过程的自动化控制，自动化程度高，易操作，工作效率高，焊接过程可控，焊接质量稳定，焊接材料与待焊工件材料相同，保证了焊接区域材料的熔合性，外观平整，降低了成本，极大
的满足了市场的需求。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述。本专利技术揭示的不锈钢气瓶特殊焊接工艺，包括以下步骤：A、将0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢通过机加工制作出半球零件；B、机加工完成后，对半球零件的焊道加工出45度、直口0.5mm的坡口，并对坡口清除棱边毛刺；C、使用丙酮清洗整个半球零件，清洗完成后再重点清洗擦拭焊道两侧20mm-30mm范围内的区域；D、按照产品图纸所示尺寸对需焊接的半球零件通过坡口进行组对对接，并对组对对接的两半球零件通过点焊进行固定，点焊的电焊距离根据实际需要确定，形成待焊工件；E、根据焊接工艺卡设定氩弧焊机电源和专用自动焊机的工作参数，并制作填充焊丝，填充焊丝根据实际需要制定，优选地，填充焊丝的材料为0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢，填充焊丝与待焊工件材料相同，在焊接过程中可保证焊接区域的熔合性，外观平整美观；F、将待焊工件装夹在专用自动焊机上，校正焊枪角度，焊枪角度为50度，调整焊道旋转角度，启动氩弧焊机电源和专用自动焊机，选用填充焊丝作为焊接材料，采用一道打底、二道盖面的焊接顺序对待焊工件进行施焊，在焊接过程中，手动填充焊接材料，并且待焊工件上焊道内、外两面均采用高纯度氩气进行大面积气体保护；G、焊接完成后，按照产品规定的热处理制度进行焊后热处理，产品即制作
完成。下面以8L不锈钢气瓶为具体实施例对本专利技术作进一步的描述。包括以下步骤：A、将0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢通过机加工制作出半球零件；B、机加工完成后，对半球零件的焊道加工出45度、直口0.5mm的坡口，坡口形式为I型坡口，并对坡口清除棱边毛刺；C、使用丙酮清洗整个半球零件，清洗完成后再重点清洗擦拭焊道两侧20mm-30mm范围内的区域；D、按照产品图纸所示尺寸对需焊接的半球零件通过坡口进行组对对接，对接/间隙1mm，并对组对对接的两半球零件通过点焊进行固定，其中，优选地，点焊的电焊距离为50mm，形成待焊工件；E、根据焊接工艺卡设定氩弧焊机电源和专用自动焊机的工作参数，工作参数为：氩弧焊的钨极直径为1.6mm，焊接电流为95A，焊接位置为平焊，焊接速度为300mm/min，氩气流量为喷嘴5/球内6L/min，电流类型为直流反接，并制作填充焊丝，优选地，填充焊丝的材料为0Cr17Ni4Cu4N本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不锈钢气瓶特殊焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：A、将0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢通过机加工制作出半球零件；B、机加工完成后，对半球零件的焊道加工出45度、直口0.5mm的坡口，并对坡口清除棱边毛刺；C、使用丙酮清洗整个半球零件，清洗完成后再重点清洗擦拭焊道两侧20mm‑30mm范围内的区域；D、按照产品图纸所示尺寸对需焊接的半球零件通过坡口进行组对对接，并对组对对接的两半球零件通过点焊进行固定，形成待焊工件；E、根据焊接工艺卡设定氩弧焊机电源和专用自动焊机的工作参数，并制作填充焊丝；F、将待焊工件装夹在专用自动焊机上，校正焊枪角度，调整焊道旋转角度，启动氩弧焊机电源和专用自动焊机，选用填充焊丝作为焊接材料，采用一道打底、二道盖面的焊接顺序对待焊工件进行施焊，在焊接过程中，手动填充焊接材料，并且待焊工件上焊道内、外两面均采用高纯度氩气进行大面积气体保护；G、焊接完成后，按照产品规定的热处理制度进行焊后热处理，产品即制作完成。

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢气瓶特殊焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：A、将0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢通过机加工制作出半球零件；B、机加工完成后，对半球零件的焊道加工出45度、直口0.5mm的坡口，并对坡口清除棱边毛刺；C、使用丙酮清洗整个半球零件，清洗完成后再重点清洗擦拭焊道两侧20mm-30mm范围内的区域；D、按照产品图纸所示尺寸对需焊接的半球零件通过坡口进行组对对接，并对组对对接的两半球零件通过点焊进行固定，形成待焊工件；E、根据焊接工艺卡设定氩弧焊机电源和专用自动焊机的工作参数，并制作填充焊丝；F、将待焊工件装夹在专用自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨洪亮，李召君，魏钦鑫，李金平，李丹丹，常亮，李伟，孟丽莉，冯柏润，马玉杰，
申请(专利权)人：辽宁美托科技有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21