CN105057907B - 超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接工艺，具体是一种超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺。依次包括焊接装配、A面定位点固焊接、焊前预热、A面打底焊接、翻转工件使B面朝上并预热、B面焊接、翻转工件使A面朝上并预热、A面焊接、进炉保温缓冷工序，本发明采用手工电弧焊打底，用手工电弧焊或气体保护焊单面焊接双面成形，提出一套成熟的超大直径金刚石圆锯片基体拼装焊接工艺，解决了国内没有Φ4200 mm以上规格钢板的问题，拼装焊接的超大直径金刚石圆锯片基体其各项技术指标达到了整体锯片的使用效果和技术要求；按本工艺可以制造直径达到Φ5182mm的金刚石圆锯片基体，为世界上最大直径金刚石圆锯片基体，且产品质量合格率可以达到100％。

Description

超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺

技术领域

本发明涉及焊接工艺，具体是一种超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺。

背景技术

目前，世界上最宽的钢板为4200mm，尚无制做Φ4200-Φ5200超大直径金刚石圆锯片基体的钢板，因此，目前大直径金刚石圆锯片基体尺寸小于Φ4200 mm。对于大于Φ4200mm的超大直径金刚石圆锯片基体，只能采用钢板拼装焊接方式加工制造。由于超大直径金刚石圆锯片基体是大而薄的工件（直径为Φ5182时，厚度为11mm），拼装焊接难度很大，目前尚无成熟的超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，也无相关文献报道。

发明内容

本发明旨在提供一种采用手工电弧焊打底，用手工电弧焊或气体保护焊单面焊接双面成形制做超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，以解决目前没有超大规格钢板的现实问题。

本发明解决其技术问题，采用的技术方案是：

一种超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，按下述步骤进行：

（1）焊接装配：

将准备拼接的4—8块扇形锯片按一定顺序放置在大于锯片直径的焊接胎具上，用锯齿模板定位装配，保证锯片外形尺寸、平面度及焊缝间隙；

（2）A面定位点固焊接：

在定位点固焊接前，将焊缝间隙用钢质材料的塞片挤紧，然后进行有序点固焊接；定位点固焊接时，先点焊内圆的定位点，其次点焊中心部位，然后点焊外圆的定位点；

（3）焊前预热：

将定位点固焊接好的锯片与胎具一起放入加热炉中缓慢预热，保证锯片整体面积加热均匀，各部位加热温度误差≤10°C，最终预热温度≥450°C，出炉前保证胎具与工件整体均达到450°C以上；

（4）A面打底焊接：

出炉后的胎具与工件迅速用石棉布保温，工件在保温状态下采用手工电弧焊实施焊接，保证焊接过程中工件整体温度一致；采用断序焊的方法，每道焊缝长度50mm-80mm，正面焊肉厚度3mm，反面焊肉厚度1.5mm-2mm，实现单面焊接背面成形；

（5）翻转工件并预热：

将A面打底焊接好的锯片与胎具翻转过来使B面朝上放入加热炉中缓慢预热，预热过程及条件同步骤（3）；

（6）B面焊接：

预热好的胎具和锯片一起出炉后，迅速用石棉布保温，然后将B面焊缝进行清根，在检查根部无任何缺陷的条件下，用手工电弧焊或气体保护焊采用两道一层焊满方式施焊，具体是先在坡口的一侧焊完第一道焊缝，马上焊接第二道焊缝；焊接时保证焊缝表面焊接均匀平整，焊后用砂轮将高于平面的多余焊肉打磨平整，有缺肉或咬边的缺陷时，用小焊条进行补焊，并打磨平整；

（7）翻转工件并预热：

将B面焊接好的锯片与胎具翻转使A面朝上后，一起放入加热炉中进行预热，预热过程及条件同步骤（3）；

（8）A面焊接：

预热好的胎具和锯片一起出炉后，迅速用石棉布进行保温，然后将A面焊缝进行清根，在检查根部无任何缺陷的条件，按步骤（6）所述B面焊接方式实施A面焊接；

（9）进炉保温缓冷：

将全部焊完后的锯片和胎具一起放入加热炉中增温，温度到450度后保温，待变形的锯片恢复平整后，将另一个预先加热到250度以上的热胎具加压到锯片上面，使锯片夹在两胎具之间，然后增温至450度后保温缓冷，待加热炉中温度低于100度后出炉，在室内自然冷却到50度后即完成拼装焊接工序。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其有益效果是：

提供了一套成熟的超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，解决了国内没有Φ4200 mm以上规格钢板的问题，拼装焊接的超大直径金刚石圆锯片基体其各项技术指标达到了整体锯片的使用效果和技术要求；按本工艺可以制造直径达到Φ5182mm的金刚石圆锯片基体，为世界上最大直径金刚石圆锯片基体，且产品质量合格率可以达到100％。

作为优先，本发明更进一步的技术方案是：

步骤（2）所述的A面定位点固焊接时，定位焊缝长度为30mm-40mm，焊缝厚度为5mm，焊缝为单面焊背面成形；定位焊缝的背面即B面实施5mm焊缝高度的焊接，外圆和内圆两处的定位焊缝其外侧边缘面焊满。

附图说明

图1本发明实施例的焊接工艺流程图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明，目的是更好的理解本发明内容，所举之例并非对本发明技术方案的限制。

参见图1，一种超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，按下述步骤进行：

（1）分体激光切割制齿：

利用激光切割机，将相应尺寸的钢板按照分体设计的超大直径金刚石圆锯片基体的锯齿和各部分的形状尺寸切割出来。

（2）分体淬火：

将分体切割出来的超大直径金刚石圆锯片基体各部分，按热处理工艺要求，将片体温度升至850℃-870℃，然后将片体急速放入60℃-70℃淬火油池中淬火，然后从淬火油池中转入冷却压平机压平冷却，待片体温度达到40℃-60℃时，装夹成摞，然后转入回火炉中回火，回火温度400℃-420℃，待达到回火要求的回火时间后，出炉自然冷却至常温。

（3）分体校平：

将经过分体淬火的超大直径金刚石圆锯片基体各分体部分，先放在平台上检测平面度等指标，依次经过矫直机进行矫直处理，然后利用锤击的方法将平面度不合格的部位进行校平处理，使之达到焊接质量的要求。

（4）焊接装配：

将准备拼接的4块扇形锯片按一定顺序放置在大于锯片直径的焊接胎具上，用锯齿模板定位装配，按照产品结构尺寸要求进行严格检查，保证锯片的外形尺寸、平面度及焊缝间隙，然后再进行下一步的定位点固焊接工序。

（5）A面定位点固焊接：

在定位点固焊接前，将焊缝间隙用钢质材料的塞片挤紧，然后进行有序点固焊接。原则是先点焊内圆的定位点，其次是点焊中心部位，然后点焊外圆的定位点。定位焊缝长度为30mm-40mm之间，焊缝的厚度为5mm左右，焊缝要求单面焊背面成形，不允许有任何焊接缺陷，弧坑要添满，在允许的条件下，定位焊缝的反面也应进行5mm左右焊缝高度的焊接，对外圆和内圆两处的定位焊缝，外侧边缘面必须焊满，不允许遗留有应力集中的缺陷存在。

（6）焊前预热：

将定位点固定好的锯片与胎具一起放入炉中进行预热，预热速度要缓慢，保证锯片整体面积加热均匀，各部位加热温度误差不得大于10°C，最终的预热温度不得低于450°C。出炉前保证胎具与工件整体均达到450°C以上。

（7）A面打底焊接：

出炉后的胎具与工件应马上用石棉布进保温，同时进行焊接，如有条件应边焊接边进行预热，保证焊接过程中工件整体温度一致，并保持高温条件下焊接。打底焊接要求单面焊接背面成形，采用断序焊的方法，选用Φ3.2mm规格的焊条，每道焊缝的长度在50mm-80mm之间，正面焊肉厚度在3mm左右，反面焊肉厚度在1.5mm-2mm左右。

（8）翻转工件并预热：

将A面打底焊接好的锯片与胎具翻转使B面朝上后，一起放入加热炉中进行预热，预热过程及条件同步骤（6）。

（9）B面焊接：

预热好的胎具和锯片一起出炉后，马上用石棉布进行保温，然后将焊缝进行清根，在检查根部没有任何缺陷的条件下方可进焊接。该焊缝的焊接工艺采用两道一层焊满的方式进施焊。具体是先在坡口的一侧焊完第一道焊缝，马上焊接第二道焊缝。第二道焊缝不仅起差填充焊缝的作用，而且是一道盖面焊缝，所以焊接时一定注意焊缝表面焊接均匀平整。焊后的焊缝用砂轮将高于平面的多余焊肉打磨平整，如发现有缺肉或咬边的缺陷，马上用Φ2.5mm小焊条进行补焊，并打磨平整。

（10）翻转工件并预热：

将B面焊接好的锯片与胎具翻转使A面朝上后，一起放入加热炉中进行预热，预热过程及条件同步骤（6）。

（11）A面焊接：

预热好的胎具和锯片一起出炉后，迅速用石棉布进行保温，然后将A面焊缝进行清根，在检查根部无任何缺陷的条件，按步骤（6）所述B面焊接方式实施A面焊接。

（12）进炉保温缓冷：

将全部焊完后的锯片和胎具一起放入炉中进行长温，温度到450度后保温，等变形的锯片恢复平整后，将另一个预先加热到250度以上的热胎具加压到锯片上面，即锯片夹在两胎具之间，然后进行长温到450度后保温缓冷，炉中温度低于100度后方可出炉，在室内自然冷却到50度后可将锯片取出转入下一道工序。

本实施例中，采用手工电弧焊打底，用手工电弧焊或气体保护焊单面焊接双面成形；气体保护焊可采用CO₂或Ar弧焊（MIG），能实现自动焊接；CO₂自动焊接成本低，Ar弧焊（MIG）焊接质量好；也可采用过渡层冷焊技术。

本实施例中，根据锯片材质的化学成份、力学性能和使用要求（要求焊缝和母材颜色相近），焊接材料不允许使用不锈钢及有色金属之类的焊接材料，所以局限到选用结构钢或合金钢之类的焊接材料。手工电弧焊一般焊选用J707RH焊条，或强度级别在600-850MPa之间的低氢型高韧性焊条（如J807RH，J857RH），采用直流反接极性焊接，焊条的烘干温度为300°C×2h或350°C×1h。自动焊焊丝选用600-850MPa强度级别之间的高韧性焊丝。

Claims (3)

1.一种超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，其特征在于，按下述步骤进行：

（1）焊接装配：

将准备拼接的4—8块扇形锯片按一定顺序放置在大于锯片直径的焊接胎具上，用锯齿模板定位装配，保证锯片外形尺寸、平面度及焊缝间隙；

（2）A面定位点固焊接：

在定位点固焊接前，将焊缝间隙用钢质材料的塞片挤紧，然后进行有序点固焊接；定位点固焊接时，先点焊内圆的定位点，其次点焊中心部位，然后点焊外圆的定位点；

（3）焊前预热：

将定位点固焊接好的锯片与胎具一起放入加热炉中缓慢预热，保证锯片整体面积加热均匀，各部位加热温度误差≤10°C，最终预热温度≥450°C，出炉前保证胎具与工件整体均达到450°C以上；

（4）A面打底焊接：

出炉后的胎具与工件迅速用石棉布保温，工件在保温状态下采用手工电弧焊实施焊接，保证焊接过程中工件整体温度一致；采用断序焊的方法，每道焊缝长度50mm-80mm，正面焊肉厚度3mm，反面焊肉厚度1.5mm-2mm，实现单面焊接背面成形；

（5）翻转工件并预热：

将A面打底焊接好的锯片与胎具翻转过来使B面朝上放入加热炉中缓慢预热，预热过程及条件同步骤（3）；

（6）B面焊接：

预热好的胎具和锯片一起出炉后，迅速用石棉布保温，然后将B面焊缝进行清根，在检查根部无任何缺陷的条件下，用手工电弧焊或气体保护焊采用两道一层焊满方式施焊，具体是先在坡口的一侧焊完第一道焊缝，马上焊接第二道焊缝；焊接时保证焊缝表面焊接均匀平整，焊后用砂轮将高于平面的多余焊肉打磨平整，有缺肉或咬边的缺陷时，用小焊条进行补焊，并打磨平整；

（7）翻转工件并预热：

将B面焊接好的锯片与胎具翻转使A面朝上后，一起放入加热炉中进行预热，预热过程及条件同步骤（3）；

（8）A面焊接：

预热好的胎具和锯片一起出炉后，迅速用石棉布进行保温，然后将A面焊缝进行清根，在检查根部无任何缺陷的条件，按步骤（6）所述B面焊接方式实施A面焊接；

（9）进炉保温缓冷：

将全部焊完后的锯片和胎具一起放入加热炉中增温，温度到450度后保温，待变形的锯片恢复平整后，将另一个预先加热到250度以上的热胎具加压到锯片上面，使锯片夹在两胎具之间，然后增温至450度后保温缓冷，待加热炉中温度低于100度后出炉，在室内自然冷却到50度后即完成拼装焊接工序。

2.根据权利要求1所述的超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，其特征在于，步骤（2）所述的A面定位点固焊接时，定位焊缝长度为30mm-40mm，焊缝厚度为5mm，焊缝为单面焊背面成形。

3.根据权利要求2所述的超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺，其特征在于，定位焊缝的背面即B面实施5mm焊缝高度的焊接，外圆和内圆两处的定位焊缝其外侧边缘面焊满。