CN103447665A - 铌钢复合板焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

提供一种铌钢复合板焊接工艺，通过调整焊接电流和控制施焊时的速度，在焊接铌钢复合板的铌板层时，保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊，这样焊接铌板层时的产生高温就不会使钢板层熔化，克服了铌板层被焊漏使铌与钢相熔导致焊接处强度急剧下降，甚至出现开裂的缺陷，具有很高的实用价值。

Description

铌钢复合板焊接工艺
技术领域
本发明属焊接技术领域，具体涉及一种铌钢复合板焊接工艺。
背景技术
随着化工业的快速发展，采用铌钢复合板在某些防腐化工设备中的应用已成为一种发展趋势，铌在浓度≤70%，温度≤100℃的HNO3中，其腐蚀率几乎为零；在浓度≤70%，温度≤80℃的H2SO4中其年腐蚀≤0.003mm；在浓度为98%，温度为100℃的H2SO4中其年腐蚀为0.017mm；同时，硝酸HNO3中加入微量的氢氟酸HF对硝酸HNO3溶液中的铌材腐蚀影响不是十分敏感，因此，在某些腐蚀环境中经常用到铌钢复合板。铌的密度为8.57g/mm3,铌具有很小的化学活性，铌与氢在250℃开始作用，铌在360℃时快速吸氢，在400℃时快速吸氧，在500℃时快速吸氮，铌与钢中的铁、碳、氮、硫等元素在高温下极易形成金属间化合物导致铌钢焊接接头强度降低，在焊接过程中容易出现裂纹，在实际应用中，单纯的铌板成本太高，通常将铌板与钢板爆炸复合后形成铌钢复合板，但由于铌和钢的熔点相差太大，铌的熔点2460℃，钢的熔点1620℃，在焊接铌钢复合板时，很容易将铌板焊漏使铌与钢相熔，此时会导致焊接处的强度急剧下降，导致焊接处开裂，因此有必要寻求更为有效的焊接工艺方法。
发明内容
本发明解决的技术问题：提供一种铌钢复合板焊接工艺，通过调整焊接电流和控制施焊时的速度，在焊接铌钢复合板的铌板层时，保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊，从而保证最佳的焊接质量。
本发明采用的技术方案：铌钢复合板焊接工艺，包含下述步骤：
1）将需要焊接的铌钢复合板放入真空炉内，炉内抽真空使真空度达到-1MPa，充入惰性气体保护；或者将铌钢复合板置于空气中，直接惰性气体保护焊接，焊枪直接通入惰性气体随枪保护，使焊点不易氧化；
2）先将两块铌钢复合板上的钢板层焊接连接为一体；
3）然后调整焊接电流，将两块铌钢复合板上的铌板层焊接连接为一体且保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊；
4）待焊接区冷却后，将铌钢复合板从真空炉内取出即可；若采用步骤1）中的气氛直接保护焊接，则无需此步骤。
上述步骤2）中，在两块铌钢复合板的钢板层连接处制有V型开槽，将与V型开槽相适配的倒V型钢柱塞入V型开槽内施焊且保证焊缝渗入V型开槽的长度小于钢板层的厚度10mm。
上述步骤3）中，调整焊接电流为700-950A，焊接速度为50-110mm/分钟。
进一步地，所述铌钢复合板中铌板层的厚度为2-4mm。
本发明与现有技术相比通过调整焊接电流和控制施焊时的速度，在焊接铌钢复合板的铌板层时，保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊，这样，焊接铌板层时的产生的高温就不会使钢板层熔化，克服了铌板层被焊漏使铌与钢相熔导致焊接处强度急剧下降，甚至出现开裂的缺陷，具有很高的实用价值。
具体实施方式
下面描述本发明的第一种实施例。
铌钢复合板焊接工艺，本例中铌钢复合板的总厚度为22mm，其中钢板层厚度20mm，铌板层厚度2mm。
1）将需要焊接的铌钢复合板放入真空炉内，炉内抽真空使真空度达到-1MPa，充入氩气或氦气保护；或者将铌钢复合板置于空气中，直接惰性气体保护焊接，焊枪直接通入惰性气体随枪保护，使焊点不易氧化；
2）先将两块铌钢复合板上的钢板层焊接连接为一体；在两块铌钢复合板的钢板层连接处制有V型开槽，将与V型开槽相适配的倒V型钢柱塞入V型开槽内施焊且保证焊缝渗入V型开槽的长度小于钢板层的厚度10mm，即焊缝长度为10mm，因为铌钢复合板中钢板层的厚度较厚，焊接时会积聚比较多的热量，为减少对铌板层的影响，故焊接钢板层时留有10mm长度没有施焊,但依然不会影响钢板层的连接强度。
3）调整焊接电流为700-750A，焊接速度为90-110mm/分钟,将两块铌钢复合板上的铌板层焊接连接为一体且保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊；
4）待焊接区冷却后，将铌钢复合板从真空炉内取出即可；若采用步骤1）中的气氛直接保护焊接，则无需此步骤。
下面描述本发明的第二种实施例。
铌钢复合板焊接工艺，本例中铌钢复合板的总厚度为33mm，其中钢板层厚度30mm，铌板层厚度3mm。
1）将需要焊接的铌钢复合板放入真空炉内，炉内抽真空使真空度达到-1MPa，充入氩气或氦气保护；或者将铌钢复合板置于空气中，直接惰性气体保护焊接，焊枪直接通入惰性气体随枪保护，使焊点不易氧化；
2）先将两块铌钢复合板上的钢板层焊接连接为一体；在两块铌钢复合板的钢板层连接处制有V型开槽，将与V型开槽相适配的倒V型钢柱塞入V型开槽内施焊且保证焊缝渗入V型开槽的长度小于钢板层的厚度10mm，即焊缝长度为20mm，因为铌钢复合板中钢板层的厚度较厚，焊接时会积聚比较多的热量，为减少对铌板层的影响，故焊接钢板层时留有10mm长度没有施焊,但依然不会影响钢板层的连接强度。
3）调整焊接电流为800-850A，焊接速度为70-90mm/分钟,将两块铌钢复合板上的铌板层焊接连接为一体且保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊；
4）待焊接区冷却后，将铌钢复合板从真空炉内取出即可；若采用步骤1）中的气氛直接保护焊接，则无需此步骤。
下面描述本发明的第三种实施例。
铌钢复合板焊接工艺，本例中铌钢复合板的总厚度为54mm，其中钢板层厚度50mm，铌板层厚度4mm。
1）将需要焊接的铌钢复合板放入真空炉内，炉内抽真空使真空度达到-1MPa，充入氩气或氦气保护；或者将铌钢复合板置于空气中，直接惰性气体保护焊接，焊枪直接通入惰性气体随枪保护，使焊点不易氧化；
2）先将两块铌钢复合板上的钢板层焊接连接为一体；在两块铌钢复合板的钢板层连接处制有V型开槽，将与V型开槽相适配的倒V型钢柱塞入V型开槽内施焊且保证焊缝渗入V型开槽的长度小于钢板层的厚度10mm，即焊缝长度为40mm，因为铌钢复合板中钢板层的厚度较厚，焊接时会积聚比较多的热量，为减少对铌板层的影响，故焊接钢板层时留有10mm长度没有施焊,但依然不会影响钢板层的连接强度。
3）调整焊接电流为900-950A，焊接速度为50-70mm/分钟,将两块铌钢复合板上的铌板层焊接连接为一体且保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊；
4）待焊接区冷却后，将铌钢复合板从真空炉内取出即可；若采用步骤1）中的气氛直接保护焊接，则无需此步骤。
当需要焊接的铌钢复合板体积较大时，一般的真空炉无法容纳，此时可考虑采用局部真空的方法来来实现铌钢复合板的焊接，当采用局部真空焊接时，需要有专用的设备来实现此功能。
上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.铌钢复合板焊接工艺，其特征在于包含下述步骤：
1）将需要焊接的铌钢复合板放入真空炉内，炉内抽真空使真空度达到-1MPa，充入惰性气体保护；或者将铌钢复合板置于空气中，直接惰性气体保护焊接，焊枪直接通入惰性气体随枪保护，使焊点不易氧化；
2）先将两块铌钢复合板上的钢板层焊接连接为一体；
3）然后调整焊接电流，将两块铌钢复合板上的铌板层焊接连接为一体且保证铌板层与钢板层连接处有0.01mm厚度的铌板层没有施焊；
4）待焊接区冷却后，将铌钢复合板从真空炉内取出即可；若采用步骤1）中的气氛直接保护焊接，则无需此步骤。
2.根据权利要求1所述的铌钢复合板焊接工艺，其特征在于：上述步骤2）中，在两块铌钢复合板的钢板层连接处制有V型开槽，将与V型开槽相适配的倒V型钢柱塞入V型开槽内施焊且保证焊缝渗入V型开槽的长度小于钢板层的厚度10mm。
3.根据权利要求1所述的铌钢复合板焊接工艺，其特征在于：上述步骤3）中，调整焊接电流为700-950A，焊接速度为50-110mm/分钟。
4.根据权利要求1所述的铌钢复合板焊接工艺，其特征在于：所述铌钢复合板中铌板层的厚度为2-4mm。
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