【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接制造，更具体地，涉及一种焊接含氮不锈钢的焊接方法。
技术介绍
1、可控核聚变主流的反应装置通过在环形真空室中构造一个闭合的螺旋磁场来约束高温等离子体的运动，从而使聚变燃料在周而复始的运动中完成核聚变反应。反应堆超导线圈采用管内电缆导体结构，其外部铠甲是主要的承载结构件，在保护内部电缆安全稳定运行方面起重要作用。超导铠甲作为装置的核心部件，其关键材料需要承受大电流、强磁场，并且在极低温度下服役，不能有任何磁性，通常采用316ln、316ln-mn、n50等耐低温无磁含氮奥氏体不锈钢。
2、核聚变装置中多部件316ln、316ln-mn、n50等耐低温无磁含氮奥氏体不锈钢需采用焊接方式进行连接，因此焊接接头的性能至关重要，一般要求接头的抗拉强度达母材90％以上。然而，对于此类添加含氮元素的不锈钢材料而言，传统的焊接方法不能使其焊缝满足强度要求。这是因为传统焊接方法在焊接过程中会造成焊缝区域氮元素损失问题，从而导致焊缝强度大幅度下降，而如果单纯在焊枪保护气中添加氮元素，焊缝容易出现气孔，焊接接头存在严重安全隐患。
3、为实现含氮不锈钢在聚变领域应用，必须保证其焊接接头的强度满足要求。如何调控焊缝区域氮元素的固溶度，保证氮元素的焊接固溶强化作用，成为迫切需要解决的难题。因此，亟需专利技术一种提高焊缝强度的焊接方法来实现含氮不锈钢的实际应用，确保接头的稳定连接。
技术实现思路
1、在
技术实现思路
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分
2、第一方面，本专利技术提出了一种焊接含氮不锈钢的焊接方法，包括：
3、对含氮不锈钢的工件进行加工，以获得至少两个待焊接端面；
4、将至少两个待焊接端面中期望对接的端面的坡口对接并固定后进行钨极氩弧焊焊接，其中，焊接过程分别使用焊枪保护气氛和焊枪后保护气氛，焊枪保护气氛包括体积分数为10％-30％的氦气以及对应的体积分数为90％-70％的氩气的第一混合气，焊枪后保护气氛包括体积分数为2％-10％的氮气以及对应的体积分数为98％-90％的氩气的第二混合气。
5、可选地，在将至少两个待焊接端面中期望对接的端面的坡口对接之前，方法还包括：
6、对期望对接的端面及期望对接的端面的坡口两侧不小于20毫米的范围区域进行清理。
7、可选地，对期望对接的端面及期望对接的端面的坡口两侧不小于20毫米的范围区域进行清理，包括：
8、利用清洁溶液对期望对接的端面以及区域进行清洗，其中，清洗溶液包括丙酮或酒精；
9、使用打磨器具对期望对接的端面以及区域内的毛刺部位进行修磨；
10、再利用清洁溶液清洗修磨后的位置区域。
11、可选地，期望对接的端面之间的间隙小于1毫米。
12、可选地，在进行焊接之前，方法还包括：
13、在坡口背面预先输送保护气氛，其中，保护气氛为纯度99.99％以上的氩气；
14、方法还包括：
15、在焊接过程中，持续向坡口背面输送保护气氛，其中，保护气氛流量为10-15升/分钟。
16、可选地，焊枪保护气氛的流量为8-13升/分钟，焊枪后保护气氛的流量为6-12升/分钟。
17、可选地，钨极氩弧焊采用直径为2.0-3.0毫米的铈钨极或镧钨极，方法还包括：
18、将钨极的端部打磨成平截锥形，其中，端部夹角的角度在40°-60°之间，截锥的直径大小在钨极的直径的四分之一至三分之一之间。
19、可选地，氩弧焊焊接采用填丝焊接材料的化学成分与母材相近的焊丝，其中，焊丝的直径为0.8-1.6毫米。
20、可选地，氩弧焊焊接采用多层多道方式焊接，方法还包括：
21、在焊接过程中，控制道间温度不超过100℃。
22、可选地，方法还包括：
23、在焊接完成后，对焊接后的接头处进行质量检验。
24、根据上述技术方案，对含氮不锈钢的工件进行加工，以获得至少两个待焊接端面；将至少两个待焊接端面中期望对接的端面的坡口对接并固定后进行钨极氩弧焊焊接，其中，焊接过程分别使用焊枪保护气氛和焊枪后保护气氛，焊枪保护气氛包括体积分数为10％-30％的氦气以及对应的体积分数为90％-70％的氩气的第一混合气，焊枪后保护气氛包括体积分数为2％-10％的氮气以及对应的体积分数为98％-90％的氩气的第二混合气。由此，可以有效的防止焊接含氮不锈钢用316ln、316ln-mn和/或n50焊缝氮元素损失问题，改善焊接熔池的固氮量，得到的焊接接头强度高，室温及4.2k超低温下接头强度均可达母材强度的95％以上，保证含氮钢焊缝力学性能。本专利技术的焊接方法易于实现，可为聚变线圈铠甲焊接接头处强度不足问题提供解决方案。
25、本专利技术的焊接含氮不锈钢的焊接方法，本专利技术的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本专利技术的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，在所述将所述至少两个待焊接端面中期望对接的端面的坡口对接之前，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述对所述期望对接的端面及所述期望对接的端面的坡口两侧不小于20毫米的范围区域进行清理，包括：
4.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述期望对接的端面之间的间隙小于1毫米。
5.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，在进行所述焊接之前，所述方法还包括：
6.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述焊枪保护气氛的流量为8-13升/分钟，所述焊枪后保护气氛的流量为6-12升/分钟。
7.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述钨极氩弧焊采用直径为2.0-3.0毫米的铈钨极或镧钨极，所述方法还包括：
8.如权利要求7所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述氩弧焊焊接
9.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述氩弧焊焊接采用多层多道方式焊接，所述方法还包括：
10.如权利要求1-9任一项所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，在所述将所述至少两个待焊接端面中期望对接的端面的坡口对接之前，所述方法还包括：
3.如权利要求2所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述对所述期望对接的端面及所述期望对接的端面的坡口两侧不小于20毫米的范围区域进行清理，包括：
4.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述期望对接的端面之间的间隙小于1毫米。
5.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方法，其特征在于，在进行所述焊接之前，所述方法还包括：
6.如权利要求1所述的焊接含氮不锈钢的焊接方...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏，牟淑坤，王松涛，刘锟，原园，师莉，李学涛，张飞虎，刘少鹏，张侠洲，赵英建，董现春，齐建，王凤会，熊俊珍，王月，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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