CN103785931B - 一种不锈钢焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种不锈钢焊接方法，包括如下步骤：对接焊缝开V型坡口；进行打底焊缝的焊接，用含量大于99.9%的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15‑17升/分钟，焊缝背面不通保护气体；焊接正面坡口盖面焊缝，用含量大于99.9%的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15‑17升/分钟;焊接背面焊缝用含量大于99.9%的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15‑17升/分钟。通过采用二氧化碳作为保护气体，通过打底焊缝、盖面焊缝、背面焊缝的三道焊缝工艺，有效保证焊缝的力学性能和耐腐蚀性能，同时解决焊缝的外观质量不易控制的问题。

Description

一种不锈钢焊接方法
技术领域
本发明涉及双相不锈钢生产制造领域，尤其是一种经济性双相不锈钢焊接方法。
背景技术
双相不锈钢是以铁素体和奥氏体为机体的合金材料，它强度高、韧性好、耐腐蚀性能强，奥氏体和铁素体的含量处于大致平衡状态。我国双相不锈钢应用已经进入了高速发展时期，应用领域涉及到海洋开采、建筑桥梁、造纸、食品等行业。现今，铁路货车制造领域中不锈钢车体的材料大多为铁素体不锈钢，经济型双相不锈钢暂时没有应用在铁路货车制造领域。本发明提供一种经济性双相不锈钢焊接方法。经济型双相不锈钢化学成分重量百分比为：C 0.01～0.06％，Si 0.1～1.0％，Mn0.5～4.0％，Cr19.5～22.0％，Ni1.8～3.5％，Mo0.5～1.3％，Cu0.1～1.0％，N0.1～0.8％，其余为Fe及不可避免的杂质。
中国专利CN101462196公开了一种双相不锈钢焊接方法，通过励磁电源提供励磁电流，产生外加纵向电磁场，利用电磁场综合控制和实现不开坡口厚板双相不锈钢的埋弧焊接过程，焊接工艺中采用熔化极气体保护焊接方法进行打底焊接。
中国专利CN1583347公开了一种双相不锈钢焊接工艺，采用99.99％氩气惰性气体保护，进行手工钨极氩弧焊打底焊接；采用80％氩气加20％二氧化碳气体保护进行半自动填充盖面焊接。
上述双相不锈钢设计过程中通常采用熔化极实心惰性气体保护焊的方式。采用熔化极实心惰性气体保护焊进行焊接时，由于不易保证熔池金属的N元素含量，使得焊缝部位耐腐蚀性能降低，同时实心焊丝焊接过程中由于存在飞溅并且飞溅难以清除，焊缝外观质量较差。
发明内容
本发明正是出于解决现有技术中存在的缺陷而提出的，其目的是解决采用熔化极实心惰性气体保护焊焊接双相不锈钢容易出现的焊缝熔池N元素降低、更有效保证焊缝的强度和耐腐蚀性能、更好的控制焊缝外观质量、减少焊接飞溅。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种不锈钢焊接方法，包括如下步骤：对接焊缝开V型坡口；进行打底焊缝的焊接，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟，焊缝背面不通保护气体；焊接正面坡口盖面焊缝，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟；焊接背面焊缝用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟。
进一步地，所述不锈钢板的化学成分重量百分比为：C0.01～0.06％、Si0.1～1.0％、Mn0.5～4.0％、Cr19.5～22.0％、Ni1.8～3.5％、Mo0.5～1.3％、Cu0.1～1.0％、N0.1～0.8％、其余为Fe及不可避免的杂质。
进一步地，对接钢板的厚度为6mm，所述坡口角度控制在60°±5°、坡口钝边控制在0毫米到2毫米之间、组装间隙控制在0毫米到2毫米之间。
进一步地，进行打底焊缝的焊接时，打底焊缝焊接电流控制在140安培至150安培，焊接电压控制在24伏特至26伏特，焊接速度控制在350至400毫米/分钟之间；进行正面坡口盖面焊缝焊接时，所述盖面焊缝的焊接电流控制在180安培至200安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在300-350毫米/分钟之间，焊缝道间温度小于150℃；进行焊接背面焊缝焊接时，焊接所述背面焊缝的焊接电流控制在170安培至190安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在350至400毫米/分钟之间。
进一步地，开设坡口之后、焊接之前，清理焊缝表面影响焊接质量的杂质；打底焊缝焊接之后清理打底焊缝表面药皮；盖面焊缝焊接完成后，所述被焊接板的背面采用打磨的方式清理根部缺欠然后焊接背面焊缝。
进一步地，在所有的焊接过程中采用直径1.2毫米的E2209LT1-1药芯不锈钢焊丝，使用松下KRⅡ500型气保焊机进行焊接，极性为直流反接，焊接过程中气体流量计佩带加热器。
根据本发明的有一个方面，提供一种不锈钢焊接方法，包括如下步骤：
角焊缝组装的间隙控制在0毫米到1毫米之间,焊接角焊缝，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟，焊缝背面不通保护气体，接电流控制在170安培至180安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在300至350毫米/分钟之间。
本发明通过采用二氧化碳作为保护气体，通过打底焊缝、盖面焊缝、背面焊缝的三道焊缝工艺，有效保证焊缝的力学性能和耐腐蚀性能的同时解决焊缝的外观质量不易控制的问题。本发明在焊接背景技术中提及的经济型双相不锈钢时可以获得良好的焊接接头质量：接头的屈服强度不小于460兆帕，抗拉强度不小于700兆帕，延伸率不小于25％，零下40℃低温冲击吸收功不小于60焦耳，铁素体含量约在40-60％之间。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例中的焊接方法是以6毫米板厚对接焊缝为例。
首先，对接焊缝开V型坡口，坡口的设计是为了后续的焊接工艺做准备。其与后续的焊接工艺配合使用能够使得本实施例的技术方案在焊接所述不锈钢时能够保证焊接的质量。本发明创造性地发现，在本实施例的环境下，采用坡口角度控制在60°±5°、坡口钝边控制在0毫米到2毫米之间、组装间隙控制在0毫米到2毫米之间的坡口参数时，本发明的方法实施后得到的效果最好。
开设坡口之后、焊接之前，清理焊缝表面的油污、水分等影响焊接质量的杂质。
然后进行打底焊缝的焊接，在焊接打底焊缝时，焊缝背面不通保护气体。打底焊缝焊接电流控制在140安培至150安培，焊接电压控制在24伏特至26伏特，焊接速度控制在350至400毫米/分钟之间，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟。
优选地，在上述打底焊缝的焊接过程中优选选用直径1.2毫米的E2209LT1-1药芯不锈钢焊丝，使用松下KRⅡ500型气保焊机进行焊接，极性为直流反接(工件接负极)。焊接过程中气体流量计需要佩带加热器，并且加热器能有效工作。
打底焊缝焊接之后清理打底焊缝表面药皮，然后焊接正面坡口盖面焊缝。所述盖面焊缝的焊接电流控制在180安培至200安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在300-350毫米/分钟之间，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟。焊缝道间温度小于150℃。
优选地，在上述盖面焊缝的焊接过程中优选选用直径1.2毫米的E2209LT1-1药芯不锈钢焊丝，使用松下KRⅡ500型气保焊机进行焊接，极性为直流反接(工件接负极)。焊接过程中气体流量计需要佩带加热器，并且加热器能有效工作。
盖面焊缝焊接完成后，所述被焊接板的背面采用打磨的方式清理根部缺欠后焊接背面焊缝。
焊接所述背面焊缝的焊接电流控制在170安培至190安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在350至400毫米/分钟之间，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟。
更为优选地，在上述背面焊缝的焊接过程中优选选用直径1.2毫米的E2209LT1-1药芯不锈钢焊丝，使用松下KRⅡ500型气保焊机进行焊接，极性为直流反接(工件接负极)。焊接过程中气体流量计需要佩带加热器，并且加热器能有效工作。
本发明通过采用二氧化碳作为保护气体，通过打底焊缝、盖面焊缝、背面焊缝的三道焊缝工艺，有效保证焊缝的力学性能和耐腐蚀性能的同时解决焊缝的外观质量不易控制的问题。本发明在焊接背景技术中提及的经济型双相不锈钢时可以获得良好的焊接接头质量：接头的屈服强度不小于460兆帕，抗拉强度不小于700兆帕，延伸率不小于25％，零下40℃低温冲击吸收功不小于60焦耳，铁素体含量约在40-60％之间。
尤其，上述方法用于焊接经济型双相不锈钢时，即，化学成分重量百分比为：C 0.01～0.06％、Si 0.1～1.0％、Mn0.5～4.0％、Cr19.5～22.0％、Ni1.8～3.5％、Mo0.5～1.3％、Cu0.1～1.0％、N0.1～0.8％、其余为Fe及不可避免的杂质的不锈钢时，能够更为显著地提高其焊接强度、同时更有效地避免飞溅，同时有利于控制外观质量，具有预料不到的技术效果。
实施例2
本实施例中的焊接方法是以6毫米角焊缝为例。
首先，在焊接之前清理焊缝表面的油污、水分等影响焊接质量的杂质。进行焊缝组装，所述焊缝组装的间隙控制在0毫米到1毫米之间。
焊接角焊缝，焊缝背面不通保护气体。接电流控制在170安培至180安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在300至350毫米/分钟之间，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟。
优选地，整个焊接过程选用直径1.2毫米的E2209LT1-1药芯不锈钢焊丝，使用松下KRⅡ500型气保焊机进行焊接，极性为直流反接。焊接过程中气体流量计需要佩带加热器，并且加热器能有效工作。
角焊缝焊接完成后清理焊缝表面药皮。
本实施例中采用上述特定的角焊缝焊接方法通过特定的工艺参数设定和焊接过程中的气体选择以及通气的方式，使得在不锈钢焊接接头的屈服强度不小于460兆帕，抗拉强度不小于700兆帕，延伸率不小于25％，零下40℃低温冲击吸收功不小于60焦耳，铁素体含量约在40-60％之间。
尤其，上述方法用于焊接经济型双相不锈钢时，即，化学成分重量百分比为：C 0.01～0.06％、Si 0.1～1.0％、Mn0.5～4.0％、Cr19.5～22.0％、Ni1.8～3.5％、Mo0.5～1.3％、Cu0.1～1.0％、N0.1～0.8％、其余为Fe及不可避免的杂质的不锈钢时，能够更为显著地提高其焊接强度、同时更有效地避免飞溅，具有预料不到的技术效果。
然而，可以明确的是，上述实施方式是本实用新型优选方式的例举，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域技术人员依照本实用新型构思进行的常规选择和简单变换，均应当落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种不锈钢焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
对接焊缝开V型坡口；
进行打底焊缝的焊接，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟，焊缝背面不通保护气体；
焊接正面坡口盖面焊缝，用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟；
焊接背面焊缝用含量大于99.9％的二氧化碳作为焊接用保护气体，气体流量控制在15-17升/分钟；
所述不锈钢板的化学成分重量百分比为：C 0.01～0.06％、Si 0.1～1.0％、Mn0.5～4.0％、Cr19.5～22.0％、Ni1.8～3.5％、Mo0.5～1.3％、Cu0.1～1.0％、N0.1～0.8％、其余为Fe及不可避免的杂质；
对接钢板的厚度为6mm，所述坡口角度控制在60°±5°、坡口钝边控制在0毫米到2毫米之间、组装间隙控制在0毫米到2毫米之间。
2.根据权利要求1中所述的方法，其特征在于：
进行打底焊缝的焊接时，打底焊缝焊接电流控制在140安培至150安培，焊接电压控制在24伏特至26伏特，焊接速度控制在350至400毫米/分钟之间；
进行正面坡口盖面焊缝焊接时，所述盖面焊缝的焊接电流控制在180安培至200安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在300-350毫米/分钟之间，焊缝道间温度小于150℃；
进行焊接背面焊缝焊接时，焊接所述背面焊缝的焊接电流控制在170安培至190安培，焊接电压控制在28伏特至30伏特，焊接速度控制在350至400毫米/分钟之间。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
开设坡口之后、焊接之前，清理焊缝表面影响焊接质量的杂质；
打底焊缝焊接之后清理打底焊缝表面药皮；
盖面焊缝焊接完成后，被焊接板的背面采用打磨的方式清理根部缺欠然后焊接背面焊缝。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
在所有的焊接过程中采用直径1.2毫米的E2209LT1-1药芯不锈钢焊丝，使用松下KRⅡ500型气保焊机进行焊接，极性为直流反接，焊接过程中气体流量计佩带加热器。
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