CN104308338A - 一种钢材埋弧焊工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钢材埋弧焊工艺，包括以下步骤：丙酮或酒精处理坡口且焊前预热；焊接材料选用H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；氩弧焊组对：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，对母材点焊进行组对；氩弧焊打底：电流为60～80安培，焊速为50～60毫米/分钟，通背保护气；埋弧焊填层：使用碱性焊剂，电流为500～700安培，焊速为720～1000毫米/分钟；埋弧焊盖面：使用碱性焊剂，电流为400～500安培，焊速为900～1200毫米/分钟。本发明的一种钢材埋弧焊工艺，使双相钢之间具有较好的焊接性能，且不影响母材的抗腐蚀性能，不会改变母材的力学性能。

Description

一种钢材埋弧焊工艺
技术领域
本发明涉及一种钢材埋弧焊工艺，具体涉及一种适用于双相钢的埋弧焊焊接工艺，属于钢材焊接工艺技术领域。
背景技术
双相钢是一种以铁素体和奥氏体为基体的合金材料，由于其结构中具有50％α+50％γ的双相组织结构的特点，因而兼有奥氏体钢和铁素体钢的性质和优点：与铁素体钢相比，双相钢韧性高，脆性转变温度低，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高；同时又保留了铁素体钢的一些特点，如导热系数高、线膨胀系数小、具有超塑性等；基于上述优点使得双相钢在国内外海洋石油和石化行业中已经得到了广泛的应用。但是，双相钢在运输、装卸、存放加工、使用过程中需要避免与其它铁基金属接触而影响其耐腐蚀性能；因此，在加工时，要求双相钢尽可能采用冷加工方法进行切割下料，避免热切割破坏其双相组织的比例平衡；在焊接时，要求避免焊缝强度过高，硬度过大，而塑性、韧性降低。现有技术中，鲜见有文献记载钢结构的埋弧焊工艺，而埋弧焊具有自动程度高、焊接效率高、焊接质量稳定且易控制的优点，开发一种钢材埋弧焊工艺是有必要的。
发明内容
本发明正是针对现有技术存在的需求，提供一种钢材埋弧焊工艺，使所述双相钢之间具有较好的焊接性能，且不影响母材的抗腐蚀性能，不会改变母材的力学性能。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种钢材埋弧焊工艺，包括以下步骤：
1)焊前处理：采用机械方法加工V型坡口，并对母材进行预热，预热温度应大于等于20℃；
2)氩弧焊组对：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，对母材点焊进行组对；
3)氩弧焊打底：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，焊接速度为50～60毫米/分钟，熔池通保护气体氩气，气体流量为5～10升/分钟，并且通背保护气体氩气，流量为5～10升/分钟；
4)埋弧焊填层：电流为500～700安培，电压为30～40伏特，焊接速度为720～1000毫米/分钟；
5)埋弧焊盖面：电流为400～500安培，电压为30～40伏特，焊接速度为900～1200毫米/分钟；
上述步骤2)至5)中选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；
上述步骤4)和步骤5)中所用的焊剂包括如下质量百分数的组分：
SiO2和/或TiO2：37.0～41.0％，CaO和/或MgO：24.0～27.0％，Al2O3和/或MnO：24.0～26.0％，CaF2：9.0～10.5％，S≤0.06％，F≤0.08％。
作为上述技术方案的改进，所述步骤1)中坡口加工完毕后，对焊口两侧进行打磨，直至露出金属光泽，且在焊接前对坡口和两侧采用丙酮或酒精进行擦洗。
作为上述技术方案的改进，在所述步骤2)至5)的焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
本发明所述的一种钢材埋弧焊工艺，使双相钢焊接后具有较好的抗拉伸和耐弯曲的焊接性能；采用氩弧焊打底、埋弧焊填层和埋弧焊盖面的三步焊接工艺，有效地避免了焊接过程中焊接材料对双相钢母材的污染；且在焊接时尽量选用小的热输入，在保证焊接质量的前提下采用小的焊接电流和较快的焊接速度，因而不影响双相钢母材的抗腐蚀性能，不会改变双相钢母材的力学性能。
具体实施方式
下面将结合具体的实施例来说明本发明的内容。
具体实施例一
本实施例的一种钢材埋弧焊工艺，包括以下步骤：
1)焊前处理：采用机械方法加工V型坡口，坡口加工完毕后，对焊口两侧进行打磨，直至露出金属光泽，且在焊接前对坡口和两侧采用丙酮或酒精进行擦洗；并对母材进行预热，预热温度应大于等于20℃。
2)氩弧焊组对：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，对母材点焊进行组对；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在V型坡口处由4个点对称同时进行焊接，以降低焊接变形。
3)氩弧焊打底：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，焊接速度为50～60毫米/分钟，熔池通保护气体氩气，气体流量为5～10升/分钟，并且通背保护气体氩气，流量为5～10升/分钟；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在V型坡口处由4个点对称同时进行焊接，以降低焊接变形。
4)埋弧焊填层：电流为500～700安培，电压为30～40伏特，焊接速度为720～1000毫米/分钟；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在焊缝两端对称同时进行焊接，以降低焊接变形。
5)埋弧焊盖面：电流为400～500安培，电压为30～40伏特，焊接速度为900～1200毫米/分钟；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在焊缝两端对称同时进行焊接，以降低焊接变形。
上述步骤4)和步骤5)中所用的焊剂包括如下质量百分数的组分：
SiO2和/或TiO2：37.0～41.0％，CaO和/或MgO：24.0～27.0％，Al2O3和/或MnO：24.0～26.0％，CaF2：9.0～10.5％，S≤0.06％，F≤0.08％。
以10毫米厚、20毫米宽的双相钢母材为例，上述焊接工艺获得的焊接位置背面无氧化、表面无裂纹、内部无孔穴、母材无污染；依照中国国家标准GB/T2651-2008规定的方法测定的焊接接头抗拉强度为1050MPa；依照中国国家标准GB/T2653-2008规定的方法检测焊接接头侧弯性能，压头直径为4倍母材厚度，弯曲角为90度，实验结果完好。
具体实施例二
本实施例的一种钢材埋弧焊工艺，各步骤同具体实施例一，但步骤2)至5)中选用的焊接材料为H03Cr22Ni8Mo3N焊丝。
以10毫米厚、20毫米宽的母材为例，上述焊接工艺获得的焊接位置背面无氧化、表面有裂纹、内部有孔穴、母材无污染；依照中国国家标准GB/T2651-2008规定的方法测定的焊接接头抗拉强度为450MPa；依照中国国家标准GB/T2653-2008规定的方法检测焊接接头侧弯性能，压头直径为4倍母材厚度，弯曲角为60度，实验结果开裂。
具体实施例三
本实施例的一种钢材埋弧焊工艺，包括以下步骤：
1)焊前处理：采用机械方法加工V型坡口，坡口加工完毕后，对焊口两侧进行打磨，直至露出金属光泽，且在焊接前对坡口和两侧采用丙酮或酒精进行擦洗；不对母材进行预热。
步骤2)至5)同具体实施例一。
以10毫米厚、20毫米宽的母材为例，上述焊接工艺获得的焊接位置背面无氧化、表面无裂纹、内部无孔穴、母材无污染；依照中国国家标准GB/T2651-2008规定的方法测定的焊接接头抗拉强度为700MPa；依照中国国家标准GB/T2653-2008规定的方法检测焊接接头侧弯性能，压头直径为4倍母材厚度，弯曲角为90度，实验结果开裂。
具体实施例四
本实施例的一种钢材埋弧焊工艺，包括以下步骤：
步骤1)和步骤2)同具体实施例一。
3)氩弧焊打底：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，焊接速度为50～60毫米/分钟，熔池通保护气体氩气，气体流量为5～10升/分钟，并且通背保护气体氩气，流量为5～10升/分钟；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在V型坡口处由4个点对称同时进行焊接，以降低焊接变形。
4)埋弧焊填层：电流为700～800安培，电压为30～40伏特，焊接速度为1000～1200毫米/分钟；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在焊缝两端对称同时进行焊接，以降低焊接变形。
5)埋弧焊盖面：电流为500～600安培，电压为30～40伏特，焊接速度为1200～1500毫米/分钟；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在焊缝两端对称同时进行焊接，以降低焊接变形。
上述步骤4)和步骤5)中所用的焊剂包括如下质量百分数的组分：
SiO2和TiO2：37.0～41.0％，CaO和MgO：24.0～27.0％，Al2O3和MnO：24.0～26.0％，CaF2：9.0～10.5％，S≤0.06％，F≤0.08％。
以10毫米厚、20毫米宽的母材为例，上述焊接工艺获得的焊接位置背面无氧化、表面有裂纹、内部有孔穴、母材有污染；依照中国国家标准GB/T2651-2008规定的方法测定的焊接接头抗拉强度为650MPa；依照中国国家标准GB/T2653-2008规定的方法检测焊接接头侧弯性能，压头直径为4倍母材厚度，弯曲角为60度，实验结果开裂。
具体实施例五
本实施例的一种钢材埋弧焊工艺，包括以下步骤：
步骤1)和步骤2)同具体实施例一。
3)埋弧焊填层：电流为500～700安培，电压为30～40伏特，焊接速度为720～1000毫米/分钟；选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃；优选地，可以在焊缝两端对称同时进行焊接，以降低焊接变形；所用的焊剂包括如下质量百分数的组分：
SiO2和TiO2：37.0～41.0％，CaO和MgO：24.0～27.0％，Al2O3和MnO：24.0～26.0％，CaF2：9.0～10.5％，S≤0.06％，F≤0.08％。
以10毫米厚、20毫米宽的母材为例，上述焊接工艺获得的焊接位置背面无氧化、表面有裂纹、内部有孔穴、母材有污染；依照中国国家标准GB/T2651-2008规定的方法测定的焊接接头抗拉强度为1050MPa；依照中国国家标准GB/T2653-2008规定的方法检测焊接接头侧弯性能，压头直径为4倍母材厚度，弯曲角为90度，实验结果除裂纹外无开裂。
以上内容是结合具体的实施例对本发明所作的详细说明，不能认定本发明具体实施仅限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明保护的范围。

Claims (3)

1.一种钢材埋弧焊工艺，其特征是，包括以下步骤：
1)焊前处理：采用机械方法加工V型坡口，并对母材进行预热，预热温度应大于等于20℃；
2)氩弧焊组对：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，对母材点焊进行组对；
3)氩弧焊打底：电流为60～90安培，电压为10～15伏特，焊接速度为50～60毫米/分钟，熔池通保护气体氩气，气体流量为5～10升/分钟，并且通背保护气体氩气，流量为5～10升/分钟；
4)埋弧焊填层：电流为500～700安培，电压为30～40伏特，焊接速度为720～1000毫米/分钟；
5)埋弧焊盖面：电流为400～500安培，电压为30～40伏特，焊接速度为900～1200毫米/分钟；
上述步骤2)至5)中选用的焊接材料为H08Cr19Ni12Mo2Si焊丝；
上述步骤4)和步骤5)中所用的焊剂包括如下质量百分数的组分：
SiO2和/或TiO2：37.0～41.0％，CaO和/或MgO：24.0～27.0％，Al2O3和/或MnO：24.0～26.0％，CaF2：9.0～10.5％，S≤0.06％，F≤0.08％。
2.如权利要求1所述的一种钢材埋弧焊工艺，其特征是，所述步骤1)中坡口加工完毕后，对焊口两侧进行打磨，直至露出金属光泽，且在焊接前对坡口和两侧采用丙酮或酒精进行擦洗。
3.如权利要求1所述的一种钢材埋弧焊工艺，其特征是，在所述步骤2)至5)的焊接过程中应控制层间温度小于等于100℃。
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