一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺制造技术

本发明专利技术涉及焊接技术领域，特别涉及一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，包括将工作台堆焊区域沿其长度方向划分为多个堆焊区块，按照堆焊区块划分，采用以中间堆焊区块作为初始堆焊区域的交叉跳焊以及单堆焊区块由内而外的螺旋形焊接方式，使用焊接机器人编制相应堆焊程序完成整个区域的多层依次堆焊，焊前对工作台预热并保温，每层堆焊完毕后进行热处理；本发明专利技术采用以中间堆焊区块作为初始堆焊区域的交叉跳焊和单堆焊区块由内而外的螺旋形焊接方式，以及各层堆焊后的热处理，降低开裂的出现。裂的出现。裂的出现。

【技术实现步骤摘要】
一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺


[0001]本专利技术涉及焊接
，特别涉及一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺。

技术介绍

[0002]一种工作台常被用于大载荷、高承压设备，是一种关键部件，要求在高温高速的运动条件下有较高的耐磨性，须在低合金钢表层(工作台长宽4.5m*0.6m的区域)堆焊耐磨合金焊层，堆焊后的洛氏硬度要求达到47～52，加工后堆焊层厚度15mm，以保证该部件既保持较高硬度和弹性，又具有较高的耐磨机能。
[0003]由于堆焊面积大、堆焊层厚，经显微金相分析焊接过程中焊接热影响区容易出现脆硬的马氏体组织，堆焊层大多为柱状晶组织结构，易出现冷裂纹、再热裂纹等焊接缺陷，并且焊材在含Mo达到1.2％的同时Cr含量达到8％，将进一步加剧多层多道堆焊过程中再热裂纹的产生。
[0004]另外，为保证焊接过程中正确的施焊温度，持续200℃以上的高温作业，工人易发生烫伤、中暑等安全隐患。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，以解决现有技术中存在的堆焊面积大、堆焊层厚易出现冷裂纹、再热裂纹等焊接缺陷的问题。为了实现上述目的，本专利技术通过如下的技术方案来解决：
[0006]本专利技术提供了一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，包括以下步骤：
[0007]将工作台堆焊区域沿其长度方向划分为多个堆焊区块，按照堆焊区块划分，采用以中间堆焊区块作为初始堆焊区域的交叉跳焊以及单堆焊区块由内而外的螺旋形焊接方式，使用焊接机器人编制相应堆焊程序完成整个区域的多层依次堆焊，焊前对工作台预热并保温，每层堆焊完毕后进行热处理。
[0008]作为进一步的技术方案，同层某一堆焊区块与依据焊接顺序的下一堆焊区块螺旋形焊接方向相反。
[0009]作为进一步的技术方案，待焊区块使用保温毯覆盖保温，工作台底部使用陶瓷电加热板加热。
[0010]作为进一步的技术方案，堆焊过程中工作台温度不低于200℃。
[0011]作为进一步的技术方案，热处理时工作台整体加热至570
±
10℃，保温不小于3h。
[0012]作为进一步的技术方案，每层堆焊结束后立即进炉整体加热消除焊接应力再进行下一层堆焊。
[0013]作为进一步的技术方案，每层堆焊厚度控制在3
‑
4mm，堆焊总厚度的最低点高于设计厚度。
[0014]作为进一步的技术方案，焊前对工作台堆焊面加工设定深度堆焊槽，边缘留斜边。
[0015]作为进一步的技术方案，每焊完一层需清理表面，去除修补存在的焊接缺陷后进行下一层堆焊。
[0016]作为进一步的技术方案，最后一层堆焊结束后四十分钟内进炉整体热处理，保温结束后在炉内缓冷至室温后出炉。
[0017]上述本专利技术的有益效果如下：
[0018](1)本专利技术将工作台堆焊区域沿其长度方向划分为多个堆焊区块，按照堆焊区块划分，采用以中间堆焊区块作为初始堆焊区域的交叉跳焊以及单堆焊区块由内而外的螺旋形焊接方式，既能降低相邻堆焊区块焊接应力的影响，同时单堆焊区块由内而外的螺旋形焊接方式能够避免热应力集中在中心点，有利于焊接应力的扩散，降低裂纹出现几率。
[0019](2)本专利技术焊接时每次一层堆焊结束后均立即进炉整体加热，通过焊接过程层间退火热处理细化晶粒，消除应力，平衡组织形态，并且有利于焊缝中扩散氢的逸出来保障多层堆焊质量。
[0020](3)本专利技术通过对工作台焊前预热、过程保温、焊后缓冷可缓解焊缝和热影响区马氏体相变过程中脆硬相的产生。
[0021](4)本专利技术在同层某一堆焊区块与依据焊接顺序的下一堆焊区块螺旋形焊接方向相反，使得焊接顺序相邻的堆焊区块向外扩散的焊接应力能够部分抵消，减小裂纹出现几率。
附图说明
[0022]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限定。还应当理解，这些附图是为了简化和清楚而示出的，并且不一定按比例绘制。现在将通过使用附图以附加的特征和细节来描述和解释本专利技术，其中：
[0023]图1示出了本专利技术实施例中焊接工艺流程图；
[0024]图2示出了本专利技术实施例中机器人焊接编程规则示意图；
[0025]图3示出了本专利技术实施例中陶瓷电加热板加热位置示意图；
[0026]图4示出了本专利技术实施例中热处理工艺曲线图；
[0027]图5示出了利用本专利技术焊接工艺焊接完成后的金相图；5a示出了宏观金相照片；5b示出了100倍母材+热影响区+焊缝组织；5c示出了500倍母材组织；5d示出了500倍热影响区组织；5e示出了倍焊缝组织。
[0028]图中：1、工作台；2、陶瓷电加热板。
具体实施方式
[0029]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术典型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]如图1
‑
图4所示，本实施例提供了一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺。本实施例中工作台表面为长宽4.5m*0.6m的区域，需堆焊15mm厚耐磨材料。
[0031]1.焊前准备
[0032]1)选用We l d G
‑
102气保护合金粉芯焊丝，直径1.6mm。
位置PA(平焊位置)
[0051]2)其他待焊区块使用保温毯覆盖保温，工作台底部使用陶瓷电加热板加热，保证工件温度不低于200℃。
[0052]3)区块1堆焊结束后，立即使用保温毯覆盖对堆焊区进行保温，调取机器人焊接程序准备区块2堆焊。
[0053]4)使用机器人焊接区块2，调取程序由内而外连续焊接，堆焊层厚度3～4mm，其他待焊区块使用保温毯覆盖保温。
[0054]5)同上1、2、3、4步骤，轮换保温毯覆盖区块，依次交叉焊接编号3、4、5、6、7、8、9、10区块。
[0055]6)区块1
‑
10全部堆焊一层结束后，立即拆除陶瓷电加热板，整个工件使用保温毯包覆，第一时间使用叉车转运至加热炉，点火加热前拆除保温毯。整个过程不能超过40mi n。
[0056]7)工件整体加热至570
±
10℃，保温不小于3h，如图4所示，以消除堆焊层的焊接应力、均匀化学成分、改善力学性能、细化金属晶粒，并且有利于焊缝中扩散氢的逸出来保障多层堆焊质量。工件温度降至300℃时，使用叉车转运至堆焊工序准备第二层堆焊。
[0057]8)使用陶瓷电加热板置于工件底部，以保证堆焊过程中工件温度不低于200℃。
[0058]9)使用无石棉保温毯覆盖于工件表面，以保证堆焊过程中工件温度不低于200℃，开始第2层堆焊。每焊完一层需将表面清理干净，进VT检查，不得有杂质和油污，存在的焊接缺陷使用砂轮机去除修补后方可进行下一层堆焊。每一层堆焊作业需连续完成，工件温度降至120℃以下需重新进炉热处理。每次一层本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：将工作台堆焊区域沿其长度方向划分为多个堆焊区块，按照堆焊区块划分，采用以中间堆焊区块作为初始堆焊区域的交叉跳焊以及单堆焊区块由内而外的螺旋形焊接方式，使用焊接机器人编制相应堆焊程序完成整个区域的多层依次堆焊，焊前对工作台预热并保温，每层堆焊完毕后进行热处理。2.如权利要求1所述的一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，其特征在于，同层某一堆焊区块与依据焊接顺序的下一堆焊区块螺旋形焊接方向相反。3.如权利要求1所述的一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，其特征在于，待焊区块使用保温毯覆盖保温，工作台底部使用陶瓷电加热板加热。4.如权利要求3所述的一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，其特征在于，堆焊过程中工作台温度不低于200℃。5.如权利要求1所述的一种工作台耐磨材料堆焊的自动化焊接工艺，其特征在于，热处理时工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：高兰云，陈浩，李忠明，张鑫，朱建平，姜锡祥，曹睿，吕律，孙蕾，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团柴油机有限公司，
类型：发明
国别省市：