一种用于低合金钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种用于低合金钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法，本发明专利技术的特点要点是：在选取低合金钢试板与奥氏体不锈钢试板，将焊接端加工坡面

【技术实现步骤摘要】
一种用于低合金钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法


[0001]本专利技术涉及异种钢焊接
，具体说就是一种用于低合金钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法。

技术介绍

[0002]用埋弧焊直接焊接异种钢历来是实体焊接界(如容器制造)的难题，纵观各制造厂没有实际应用，多见工厂实践应用中焊接失败的事实，也偶见有相关资料(论文)的成功报道。在压力容器制造业，即使焊接工艺评定合格，也没人敢在产品上应用。异种钢焊接一直都是采用钨极氩弧焊，焊条电弧焊，熔化极气体保护焊，没有用埋弧焊的。异种钢埋弧焊即使焊接工艺评定通过了，在产品上应用的时候还是会出问题，如在实用中看到，换热器壳程筒体和管板直接采用埋弧焊焊接，结果，整条焊缝中心开裂。因此，异种钢焊接不能直接采用埋弧焊，因为不易控制焊接的开裂程度。
[0003]由于埋弧焊电流参数大，熔合比大，填充金属被稀释的程度高，焊缝金属不可避免的产生马氏体脆硬组织，这是埋弧焊的固有特性，靠控制焊接工艺参数也不可能完全避免，靠选用合金含量更高的焊材如镍基合金焊材控制稀释率是不经济的。要想将埋弧焊应用于异种钢焊接来提高焊接效率需要变通，即在低合金钢侧用其它的低稀释率的焊接方法预堆边，即做隔离过渡层，一般情况下需要对隔离过渡层再加工成标准的坡口形式，保证与不锈钢焊件的组对精度。这种焊接方式在容器的异种钢焊接上得到普遍应用，焊接质量可靠，尤其适用于厚板对接焊缝的焊接。
[0004]专利授权公开号为CN 101214573 B公开了一种中温厚壁WB36(珠光体耐热钢)和1Cr18Ni9Ti(奥氏体不锈钢)异种钢焊接工艺，其步骤包括：
①
用A307焊条在WB36钢侧先预堆边三层作隔离层，焊后进行消氢处理；
②
打磨堆焊层表面至8mm，然后与1Cr18Ni9Ti组成对接接头；
③
用A307或A137焊条电弧焊填充焊完。
[0005]专利申请公开号为CN 108247186 A公开了一种SUS316L奥氏体不锈钢与Weldox700E低合金调质钢异种钢焊接的焊接方法，其步骤包括：
①
用E309MoL
‑
17焊条在Weldox700E钢侧先预堆边一层作隔离层；
②
机加堆焊层后与SUS316L组成对接接头；
③
用A022焊条电弧焊填充焊完。
[0006]专利申请公开号为CN 108247186 A公开了一种用于珠光体耐热钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法，其步骤包括：
①
用ENiCrFe
‑
3焊条在珠光体耐热钢侧堆焊；
②
打磨堆焊层表面，然后与奥氏体不锈钢组成对接接头形式，用ERNiCr
‑
3焊丝进行钨极氩弧焊打底；
③
用ENiCrFe
‑
3焊条电弧焊填充焊完；
④
焊后热处理。
[0007]专利授权公开号为CN 105127562 B公开了一种不锈钢复合板与奥氏体不锈钢间焊接接头的焊接方法，其步骤包括：
①
用ENiCrMo
‑
3焊条在不锈钢复合板的14Cr1MoR铬钼耐热钢部位先预堆边三层作隔离层，堆焊后进行消应力退火热处理；
②
打磨退火后复合板侧的堆焊层成坡口，然后与奥氏体不锈钢组成对接接头形式；
③
用ERNiCrMo
‑
3焊丝进行钨极氩弧焊打底，用ENiCrMo
‑
3焊条电弧焊填充焊完。
[0008]以上四项专利技术专利申请中，存在如下问题：
①
先堆焊预堆边过渡层，然后打磨，工作量大，浪费焊材；
②
用焊条电弧焊填充和罩面焊接效率低，不适用于厚板焊接；
③
用镍基合金作焊材，成本高。

技术实现思路

[0009]为了克服上述异种钢焊接现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种用于低合金钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法。通过该方法制得的异种钢焊件，焊接操作方便，省时省力，节省焊材，生产效率高；用异种钢焊接的常规焊材，控制成本；通过试验，力学性能合格，宏观金相中无焊接缺陷。
[0010]本专利技术的目的是通过如下技术方案来实现的：一种用于低合金钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法，其特征在于它包括以下步骤：
[0011]①
.准备母材和焊材：选取低合金钢板与奥氏体不锈钢板各一件，其钢板厚度在≧16mm，用机械加工方法将其焊接端均加工成斜口的坡面，选取钨极氩弧焊用的异种钢焊丝ER309或ER309LMo、焊条电弧焊用的异种钢焊条A302或A042和埋弧焊用的同种钢焊丝ER308或ER316L和埋弧焊用焊剂HJ260或SJ601若干，并在焊前，将焊条和焊剂按焊材使用说明书的要求进行烘干；
[0012]②
.钨极氩弧打底焊接：将低合金钢的坡面与奥氏体不锈钢的坡面留3mm～4mm间隙对接摆放，使得两种钢的坡面形成一个V形槽，用异种钢焊丝对该V形槽采用钨极氩弧焊进行第一层焊接，焊缝金属厚度约2.0mm～2.5mm；
[0013]③
.焊条电弧焊填充焊和坡面堆焊：选用异种钢焊条在钨极氩弧焊的第一层焊道上采用焊条电弧焊进行第二层和第三层的焊接，焊缝金属厚度约4.0mm～4.5mm，三层后的总厚度不低于6.0mm，使之能够承受住之后的埋弧焊电弧冲击，不致于烧穿；然后继续选用异种钢焊条在低合金钢侧的坡面上进行焊条电弧焊堆焊，堆焊一层即可，焊道紧密排列，压道量50％，焊接速度放慢，使之形成的堆焊层厚度不低于3mm；
[0014]④
.埋弧焊填充和盖面焊接：选用同种钢焊丝和焊剂采用埋弧焊方法对剩余的V形槽部分进行填充和盖面焊接，采用至少二层二道或以上的多层多道焊接，控制道间温度在20℃至200℃范围内，防止焊缝和热影响区过热，埋弧焊将V形槽填充焊接完毕后即为成品。
[0015]本专利技术还包括所述的低合金钢板适用于NB/T 47015
‑
2011中的钢号分类类别号为Fe
‑
1的钢种，包括：Q245R、Q345R、16MnDR、09MnNiDR、Q370R。
[0016]本专利技术还包括所述的奥氏体不锈钢板适用于NB/T 47015
‑
2011中的钢号分类组别号为Fe
‑8‑
1的钢种，包括：S30408，S30403，S31603，S32168。
[0017]本专利技术所述的钢板厚度在16mm～200mm范围内。
[0018]本专利技术在所述
①
准备工作中将低合金钢和奥氏体不锈钢的焊接端加工的坡面角度均为35
±
2.5
°
。
[0019]本专利技术在所述
①
准备工作中选取的异种钢焊丝的直径为φ2.5mm或φ3.2mm，异种钢焊条的直径为φ4.0mm，埋弧焊用的同种钢焊丝的直径为φ4.0mm，埋弧焊用焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于低合金钢与奥氏体不锈钢的异种钢焊接方法，其特征在于它包括以下步骤：
①
.准备母材和焊材：选取低合金钢板与奥氏体不锈钢板各一件，其钢板厚度在≧16mm，用机械加工方法将其焊接端均加工成斜口的坡面，选取钨极氩弧焊用的异种钢焊丝ER309或ER309LMo、焊条电弧焊用的异种钢焊条A302或A042和埋弧焊用的同种钢焊丝ER308或ER316L和埋弧焊用焊剂HJ260或SJ601若干，并在焊前，将焊条和焊剂按焊材使用说明书的要求进行烘干；
②
. 钨极氩弧打底焊接：将低合金钢的坡面与奥氏体不锈钢的坡面留3mm~4mm间隙对接摆放，使得两种钢的坡面形成一个V形槽，用异种钢焊丝对该V形槽采用钨极氩弧焊进行第一层焊接，焊缝金属厚度约2.0mm~2.5mm；
③
. 焊条电弧焊填充焊和坡面堆焊：选用异种钢焊条在钨极氩弧焊的第一层焊道上采用焊条电弧焊进行第二层和第三层的焊接，焊缝金属厚度约4.0mm~4.5mm，三层后的总厚度不低于6.0mm，使之能够承受住之后的埋弧焊电弧冲击，不致于烧穿；然后继续选用异种钢焊条在低合金钢侧的坡面上进行焊条电弧焊堆焊，堆焊一层即可，焊道紧密排列，压道量50%，焊接速度放慢，使之形成的堆焊层厚度不低于3mm；
④
. 埋弧焊填充和盖面焊接：选用同种钢焊丝和焊剂采用埋弧焊方法对剩余的V形槽部分进行填充和盖面焊接，采用至少二层二道或以上的多层多道焊接，控制道间温度在20℃至200℃范围内，防止焊缝和热影响区过热，埋弧焊将V形槽填充焊接完毕后即为成品。2. 根据权利要求1所述的异种钢焊接方法，其特征在于：所述的低合金钢板适用于NB/T 47015
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2011中的钢号分类类别号为Fe
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1的钢种，包括：Q245R、Q345R、16M...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢卓，刘红禹，刘佳宁，赵健，廖震宇，李长宝，冯峰，付佳，孙中华，王福新，
申请(专利权)人：沈阳汇博热能设备有限公司，
类型：发明
国别省市：