CN102225487A - 用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法 - Google Patents

Abstract

一种超低碳奥氏体不锈钢的焊接方法，特别是一种用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法，该方法是采用手工钨极氩弧焊用焊枪对焊件进行焊接，采用与超低碳奥氏体不锈钢同材质的焊丝作填充金属，焊接和冷水快速降温同时进行，焊接温度低于80℃，焊接速度为45-50cm/min，收弧后2秒内将焊件温度降至室温，焊件厚度≤12mm，焊后酸洗钝化处理。本发明的显著优点在于：利用焊接与冷水冷却焊缝同时进行来快速降低焊接温度，使不锈钢本身不发生内部分子、原子（晶体）间的转换，大大延长焊件的使用寿命，有效控制了焊件的整体变形。

Description

用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种超低碳奥氏体不锈钢的焊接方法，特别是涉及一种用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法。

背景技术

超低碳奥氏体00Cr20Ni25Mo5Cu2不锈钢现已被广泛用于航空、化工、食品等腐蚀严重的行业，本钢材自身抗腐蚀性能力非常强，但它与普通奥氏体1Cr18Ni9Ti、0Cr18Ni19不锈钢相比，焊接难度大，易出现475℃脆性转换，450-850℃晶间腐蚀，热裂纹等严重焊接缺陷，焊接不好掌握，在我国这还是一个技术难点。在唐山三友集团兴达化纤有限公司，用这种超低碳00Cr20Ni25Mo5Cu2奥氏体不锈钢制作的焊件设备以前都是由不锈钢焊接技术具有世界领先水平的奥地利兰精公司引进。这些设备中以喷射泵最为突出，因喷射泵长期浸泡在高温浓硫酸中工作，使用不到一年就发生晶间腐蚀、热裂纹等严重的奥氏体不锈钢焊接缺陷，焊缝腐蚀脱落开裂，设备严重受损，造成停车停产的严重后果，另外这些超低碳奥氏体不锈钢制作的喷射泵造价非常高，所以给企业生产，经济运行造成较大损失和影响，以上所有问题都是由焊接质量引起的，因此提高焊接质量，减少损失一经引起企业的高度重视。

发明内容

本发明目的在于针对现有技术的诸多不足，提供一种焊接和冷水降温同时进行，焊后不用热处理，从而避免不锈钢内部性质、结构发生原子间的转换，可减少焊后热裂纹、晶间腐蚀，整体变形等焊接缺陷的产生，大大延长焊接件使用寿命的用超低碳奥氏体不锈钢制作喷

射泵的焊接方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法，该方法是采用手工钨极氩弧焊用焊枪对焊件进行焊接，采用与超低碳奥氏体不锈钢同材质的焊丝作填充金属，焊接和冷水快速降温同时进行，焊接温度低于80℃，焊接速度为45-50cm/min，收弧后2秒内将焊件温度降至室温，焊件厚度≤12mm，焊后酸洗钝化处理。

采用上述技术方案，与现有技术相比，本发明的显著优点在于：控制焊接温度，焊接和冷水快速降温同时进行，焊接温度始终控制在80℃以下，焊接结束后2秒内焊件降至室温，其中采用手工钨极氩弧焊焊接，用制作喷射泵同材质的焊丝做填充金属，焊后酸洗钝化。超低碳奥氏体不锈钢内部不发生分子之间的转化，避免了475℃脆性转换现象，也避免了焊接在450-850℃时晶间腐蚀、热裂纹和高温焊接缺陷的产生，从而有效控制了焊件的整体变形，可充分发挥超低碳奥氏体00Cr20Ni25Mo5Cu2不锈钢本身抗酸、碱、高温腐蚀的本能，大大延长喷射泵的使用寿命，是一种简单可行的焊接方法。

附图说明

图1是本发明平焊“V”形接头的焊接示意图。

图2是本发明角焊接头的焊接示意图。

具体实施方式：

下面结合附图实施例对本发明做进一步的说明。

本实施例是一种用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法。因喷射泵是用板材卷制的管体，再由管体和管体角焊缝、平焊缝焊接而成，本发明的焊接方法是：

1、采用手工钨极氩弧焊焊接，手持焊枪，焊接和冷却水降温同时进行，一面施焊，另一面用冷水浇焊缝冷却，水不能直接接触熔池，冷水水量要大，焊接温度低于80℃，焊接速度在45-50cm/min以上，且与腐蚀介质接触的焊缝最后焊接。收弧后2秒内焊件温度降至室温，焊件厚度≤12mm，其中采用同材质00Cr20Ni25Mo5Cu2的焊丝作填充金属，它的主要化学成分包括： Ni 、Cr 、Mo 、Cu 、Mn 等。

2、焊缝必须使用窄焊道，避免焊接缺陷，焊缝宽深保持在1.5:1～2:1之间。

3、准备焊接接头坡口必须平整、干净，采用机械加工方法进行，用丙酮或其它有机溶液擦洗干净。

4、焊接或点固焊必须使用和母材相匹配的焊丝或母材上剪下的板条作焊丝使用。

5、焊接时采用纯度高的氩气（一般不低于99.8%），型号正确的焊嘴，选用焊枪焊嘴直径为φ8mm，焊嘴直径为8，钨极直径为φ2.4 mm，采用环保铈钨极，焊枪氩气流量为10-15L/min。

6、焊缝焊接完毕后为了增强喷射泵的耐腐蚀性，在焊缝表面进行酸洗钝化处理。处理工艺包括，上油抛光—冷水冲洗—钝化—冷水冲洗—风吹干。

具体焊接方法实施例见图1，图2。

1、机具与焊接材料

（1）焊接设备选用特性良好的逆变式氩弧焊机，是焊嘴直径为φ8mm的焊枪。

（2）氩弧焊丝使用前除去表面的油、垢、毛刺等物。

2、焊前准备

（1）清理：边缘或坡口的制作和准备一般采用机械加工方法，焊缝处20～30mm范围内要用丙酮擦洗干净。

（2）对接装配：焊前点固要用和焊件同材质的焊丝或用夹具压紧。

（3）焊接方法：

焊接速度50cm/min，一面施焊同时一面在背面用冷水冷却焊缝，或采用垫板浇水进行冷却焊接，水不能直接接触熔池，水量要大，控制焊接温度在80℃以下，焊接参数见表1.

表1 焊接参数

（4）焊后酸洗钝化处理：上油抛光—冷水冲洗—钝化—冷水冲洗—吹干。

（5）力学性能指标：本发明焊接工艺的力学性能见表2

表2 焊接工艺的力学性能

抗拉强度MPa	屈服强度MPa	延伸率%	冲击韧性J/cm2	硬度HB
					≥480	≥448	≥40	≥87	≤187

见图1：平焊V型焊缝，采用钨极氩弧焊，采用纯度高的氩气5，焊枪4选用8#喷嘴，钨极1选用φ2.4 mm的铈钨极。焊前清理焊口两侧表面达到干净无污，焊接时焊枪4角度左右垂直，向后倾斜75度，距焊件3 7-10 mm，焊接氩气5的流量为10-15升/分钟，钨极1与焊件3保持3毫米左右的距离，焊接温度低于80℃，焊接速度在45cm/min以上，收弧后2秒内焊件3温度降至室温，焊件3厚度12mm，焊接匀速进行，保持50厘米/分钟，焊接电流在80安左右，起始与收弧电流在20安左右，添加焊丝要及时均匀一致，保证焊缝的平整度，焊缝2背面采用10-25毫米的紫铜垫板6，垫板6垫在焊缝的正下方，焊接采用从右向左焊（左焊法），同时用水管8的冷却水7冷却垫板6，使焊缝2快速降至室温，水的流量为500毫升/分钟，冷却水7在焊接点的正下方冷却焊缝2，冷却水7的速度与焊接速度一致，这样才能保证焊件内部不发生分子转变，从而保证焊件的质量。

见图2：角焊接头焊接，采用钨极氩弧焊，采用纯度高的氩气5，焊枪4选用8#喷嘴，钨极1选用φ2.4 mm的铈钨极。首先点固焊，然后再施焊。焊前清理焊口两侧表面达到干净无污，焊接时焊枪4与焊件3、6（左右）45度角，向后倾斜75度，焊接电流在70安左右，起始与收弧电流在15安左右，钨极1与焊件3、6保持3毫米左右的距离，焊接匀速进行，保持50厘米/分钟，添加焊丝要及时均匀一致，同时用水管8的冷却水7冷却焊缝2的背面，冷却水7的速度与焊接速度一致，水的流量为450毫升/分钟，这样才能保证焊件3、6内部不发生分子转变，从而保证焊件的质量。

焊接时，将温度控制在80℃以下，克服了高温焊接易出现热裂纹晶间腐蚀，应力变形等奥氏体不锈钢的焊接缺陷，唐山三友集团兴达化纤有限公司制作的超低奥氏体喷射泵，二浴槽等设备，运用本发明的焊接方法后，由原来进口设备6个月～1年的使用寿命延长到2005年至今6年时间里无焊缝损坏脱落等任何奥氏体不锈钢缺陷，此工艺操作简单，可广泛推广。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法，该方法是采用手工钨极氩弧焊用焊枪对焊件进行焊接，其特征在于，采用与超低碳奥氏体不锈钢同材质的焊丝作填充金属，焊接和冷水快速降温同时进行，焊接温度低于80℃，焊接速度为45-50cm/min，收弧后2秒内将焊件温度降至室温，焊件厚度≤12mm，焊后酸洗钝化处理。

2.根据权利要求1所述的用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法，焊接时一面施焊一面在背面用冷水冷却焊缝，或者采用垫板浇水进行冷却焊接，以水不浸入焊接熔池为准。

3.根据权利要求1所述的用超低碳奥氏体不锈钢制作喷射泵的焊接方法，其特征在于，焊接所使用的焊枪焊嘴直径为8mm，钨极直径为2.4 mm，焊枪氩气流量为10-15L/min。

4.根据权利要求1所述的超低碳奥氏体不锈钢喷射泵的焊接方法，其特征在于，所述的焊后酸洗钝化处理是上油抛光、冷水冲洗、钝化、冷水冲洗、吹干。

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