CN103692055B - 平板复合堆焊的整平工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种平板复合堆焊的整平工艺，所述整平工艺的具体操作方法为：将不同复合面积的坯板放入到热处理炉中进行预热处理，所述坯板的复合面积为200‑30000cm2，反应的预热温度为165‑230℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，所述坯板的反压变形量为5‑70mm；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350‑420℃，处理时间为5‑13h。本发明有效解决了堆焊后变形量大且校平难度大的问题，大大减小堆焊后变形量；减小焊后校平时对堆焊层特别是过度层的损坏，减小出现的缺陷可能。缩减因校平困难而多余增加的制作成本。焊后进行消除应力热处理，采用低温消应处理，以使零件制作完毕后能获得稳定的平整度；低温消应还可以使不锈钢堆焊层避开金属敏化温度范围，以利获得更好的防腐效果。
Description
技术领域
本发明涉及机械制造中的材料领域，尤其涉及一种应用平板复合堆焊处机械材料的整平工艺。
背景技术
机械制造过程中，经常会遇到大量使用超厚耐腐耐磨材料的情况，而超厚耐腐耐磨材料定制周期长、成本高、加工难度大。因此部分制造商开始使用普通碳钢板材复合堆焊不锈钢或耐磨钢，以达到降低成本的目的。但是复合堆焊的板材极易产生变形，不能满足使用需要。
平板复合堆焊整平工艺作为机械产品制造过程中不可或缺的方式之一，可以有效的增强平板的强度和普通碳钢材料的耐酸碱性能，并且大大的降低了成本、提高了效益。使用范围：普通碳钢板材复合堆焊不锈钢或者耐磨钢。常规堆焊复合工艺中，因为板材本体受热后会产生不同程度的变形，本发明工艺就是针对变形量的范围和量值进行分析实验，得出纠偏概率后进行的预热反向调整。
低合金钢钢板Q345R具有良好的综合力学性能和工艺性能，是目前我国用途最广、用量最大的压力容器专用钢板。将具有一定性能的材料堆敷于以Q345R为基材的平板表面，以获得更高的耐腐蚀、耐温、耐磨等性能；选择合式的工艺，采用带极埋弧焊或手工电弧焊分别进行过度层、性能层堆焊后，均可获得较好的结合层，且无分层、裂纹、未焊透等缺陷。但会出现较为严重的周向变形，呈球缺封头状。随堆焊面积增大，其变形量可达数十毫米。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种可于堆焊后并经消应热处理后可获得相对较好的平面度的平板复合堆焊的整平工艺。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种平板复合堆焊的整平工艺，所述的整平工艺包括：对坯板进行预热处理→坯板进行反向变形操作→复合堆焊操作理→消除应力热处理；所述整平工艺的具体操作方法为：
1）将不同复合面积的坯板放入到热处理炉中进行预热处理，所述坯板的复合面积为200-30000cm2，反应的预热温度为165-230℃；
2）将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，所述坯板的反压变形量为5-70mm；
3）将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；
4）复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为5-13h。
对坯料进行预热处理，通过机械冲压机将坯板反向变形，为焊后变形留有余量；可避免原有堆焊方法中较易出现的成形后变形量过大的问题，并可避免因焊后整平时因形状改变而引起的堆焊过渡层出现裂纹，达到理想的堆焊平整度要求；焊后进行消除应力热处理，最好采用低温消应处理，以使零件制作完毕后能获得稳定的平整度。低温消应还可以使不锈钢堆焊层避开金属敏化温度范围，以利获得更好的防腐效果。
本发明所述的坯板的型号为Q345R的普通碳钢板材，所述其他材料为型号为S30408、S31603和CrMnTi的不锈钢或耐磨钢中的一种。
本发明根据坯板的复合面积为200-2000cm2，反应的预热温度为165-210℃，反压变形量为5-23mm，消除应力热处理的时间为5-6.5h。
本发明根据坯板的复合面积为2000-10000cm2，反应的预热温度为175-220℃，反压变形量为12-50mm，消除应力热处理的时间为5.5-10h。
本发明根据坯板的复合面积为10000-30000cm2，反应的预热温度为190-230℃，反压变形量为36-70mm，消除应力热处理的时间为7.5-13h。
本发明所述坯板与型号为S30408的材料进行复合堆焊200cm2，反应的预热温度为170℃，反压变形量为6mm，消除应力热处理的时间为5h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过1mm。
本发明所述坯板与型号为S31603的材料进行复合堆焊2000cm2，反应的预热温度为175℃，反压变形量为12mm，消除应力热处理的时间为6.5h, 处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过1.5mm。
本发明所述坯板与型号为CrMnTi的材料进行复合堆焊20000cm2，反应的预热温度为230℃，反压变形量为65mm，消除应力热处理的时间为12h, 处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过2mm。
本发明的优点在于：本发明有效解决了堆焊后变形量大且校平难度大的问题，大大减小堆焊后变形量；减小焊后校平时对堆焊层特别是过度层的损坏，减小出现的缺陷可能。缩减因校平困难而多余增加的制作成本。焊后进行消除应力热处理，采用低温消应处理，以使零件制作完毕后能获得稳定的平整度。低温消应还可以使不锈钢堆焊层避开金属敏化温度范围，以利获得更好的防腐效果。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。
实施例 1 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为200 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为170℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为6mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为5h；处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过1mm。
实施例 2 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S31603的材料进行复合堆焊，将复合面积为200cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为165℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为5mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为5h；处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过1mm。
实施例 3 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为CrMnTi的材料进行复合堆焊，将复合面积为200 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为205℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为9mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为6h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过1mm。
实施例 4 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为1000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为175℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为9mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为5.5h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过1.2mm。
实施例 5 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为1000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为170℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为8mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为5h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过1.2mm。
实施例 6 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为CrMnTi的材料进行复合堆焊，将复合面积为1000cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为205℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为15mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为6h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过1.2mm。
实施例 7 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为2000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为175℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为15mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为6h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过1.5mm。
实施例 8 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为2000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为175℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为12mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为5.5h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过1.5mm。
实施例 9 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为CrMnTi的材料进行复合堆焊，将复合面积为2000cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为210℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为23mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为6.5h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过1.5mm。
实施例 10 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为20000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为205℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为55mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为10h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过2mm。
实施例 11 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为20000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为200℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为50mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为9h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过2mm。
实施例 12 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为CrMnTi的材料进行复合堆焊，将复合面积为20000cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为230℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为65mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为12h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小, 变形量不超过2mm。
实施例 13 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为30000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为205℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为 60mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为10h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过3mm。
实施例 14 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为S30408的材料进行复合堆焊，将复合面积为30000 cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为200℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为55mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为9h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过3mm。
实施例 15 ：将型号为Q345R的普通碳钢板材与型号为CrMnTi的材料进行复合堆焊，将复合面积为30000cm2坯板放入到热处理炉中进行预热处理，反应的预热温度为230℃；将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，测得的坯板的反压变形量为70mm；将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料；复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为13h，处理后的复合堆焊板材的获得了稳定平整度，平整度的误差范围小，变形量不超过3mm。
实施例 16 ：如下表所示坯板的型号为Q345R的普通碳钢板材，与其他材料为型号为S30408、S31603和CrMnTi进行复合堆焊的控制量。
由上表可知，所述坯板的复合面积相同，型号为S31603的预热温度≤型号为S30408的预热温度＜CrMnTi的预热温度；型号为S31603的反压变形量＜型号为S30408的反压变形量＜CrMnTi的反压变形量；型号为S31603的消除应力热处理的时间≤型号为S30408的消除应力热处理的时间＜CrMnTi的消除应力热处理的时间。
需要说明的是，上述仅仅是本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述实施例的基础上所作出的等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种平板复合堆焊的整平工艺，其特征在于，所述的整平工艺包括：对坯板进行预热处理→坯板进行反向变形操作→复合堆焊操作→消除应力热处理；所述的坯板的型号为Q345R的普通碳钢板材，所述整平工艺的具体操作方法为：
1）将不同复合面积的坯板放入到热处理炉中进行预热处理，所述坯板的复合面积为200-30000cm2，反应的预热温度为165-230℃；
2）将预热完成后的坯板通过机械冲压机进行冲压操作，将平行的坯板加工成反向变形的坯板，操作完成后，对测量板材的反压变形量，所述坯板的反压变形量为5-70mm；
3）将反向变形操作完成后的坯板复合堆焊其他材料，所述其他材料为型号为S30408、S31603和CrMnTi的不锈钢或耐磨钢中的一种；
4）复合堆焊完成后，将产品放入到热处理炉中进行消除应力热处理，处理温度为350-420℃，处理时间为5-13h。
2.根据权利要求1所述的平板复合堆焊的整平工艺，其特征在于，根据坯板的复合面积为200-2000cm2，反应的预热温度为165-210℃，反压变形量为5-23mm，消除应力热处理的时间为5-6.5h。
3.根据权利要求1所述的平板复合堆焊的整平工艺，其特征在于，根据坯板的复合面积为2000-10000cm2，反应的预热温度为175-220℃，反压变形量为12-50mm，消除应力热处理的时间为5.5-10h。
4.根据权利要求1所述的平板复合堆焊的整平工艺，其特征在于，根据坯板的复合面积为10000-30000cm2，反应的预热温度为190-230℃，反压变形量为36-70mm，消除应力热处理的时间为7.5-13h。
5.根据权利要求2所述的平板复合堆焊的整平工艺，其特征在于，所述坯板与型号为S30408的材料进行复合堆焊200cm2，反应的预热温度为170℃，反压变形量为6mm，消除应力热处理的时间为5h。
6.根据权利要求3所述的平板复合堆焊的整平工艺，其特征在于，所述坯板与型号为S31603的材料进行复合堆焊2000cm2，反应的预热温度为175℃，反压变形量为12mm，消除应力热处理的时间为6.5h。
7.根据权利要求4所述的平板复合堆焊的整平工艺，其特征在于，所述坯板与型号为CrMnTi的材料进行复合堆焊20000cm2，反应的预热温度为230℃，反压变形量为65mm，消除应力热处理的时间为12h。
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