CN105855663A - 一种堆焊涂层复合焊接的新方法 - Google Patents

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Abstract

一种堆焊涂层复合焊接的新方法，包括以下步骤：步骤一，焊接准备。准备好焊丝、焊机和焊接辅助设备；步骤二，对部件的指定焊接部位进行MIG/GMAW焊接；步骤三，对在步骤二中MIG/GMAW焊接形成的焊道搭接区域进行TIG/GTAW焊接重融；步骤四，检查是否完成MIG/GMAW焊接形成的焊道搭接区域的TIG/GTAW焊接重融，如果结论是完成，则结束复合焊接，否则，返回执行步骤三。与仅仅用MIG/GMAW焊接而形成堆焊涂层相比，用复合焊接能提高堆焊涂层的平滑度。同时，复合焊接中的TIG/GTAW焊接重融也对先前MIG/GMAW焊接热影响区进行了回火处理，减小了涂层热影响区硬度，增加了堆焊部件的塑性，提高了其可加工性和抗裂能力等。本堆焊焊接方法特别适用于锅炉水冷壁的堆焊焊接。

Description

一种堆焊涂层复合焊接的新方法
技术领域
本发明涉及堆焊焊接领域，特别是涉及一种堆焊涂层复合焊接的方法。
背景技术
发电厂和其它工业过程会使用锅炉来产生蒸汽，而水冷壁是锅炉的重要部件。大多数水冷壁是由光管(图2中的21)和鳍片(图2中的22)组成，鳍片是把各个管子连接并形成一个封闭的空间来进行燃烧，这个燃烧空间称为炉膛，这种水冷壁设计称为膜式水冷壁。有一些锅炉水冷壁没有鳍片，即各个管子紧密相邻来形成一个封闭的炉膛，该设计称为光管式水冷壁。在锅炉运行过程中，水冷壁的管子内的水吸收炉膛中燃烧的热量，经过沸腾和蒸发，转变成为蒸汽，锅炉产生的蒸汽可以用作发电所用的动力送给汽轮机，也可以用于一些工作的生产过程或用于居民的生活供暖。水冷壁是高温高压部件，对材料有特殊要求。在其工作过程中，常利用炉膛中的煤的燃烧产生的热量进行热交换。由于煤中含有产生腐蚀的介质，包括硫和氯等，水冷壁向火侧外表面会受到高温腐蚀攻击，从而造成壁厚减薄，对锅炉的安全运行带来很大的隐患。同时，水冷壁材料也会受到燃烧介质的冲刷，遭受磨损失效的问题。在其他工业过程中，比如石化行业，压力容器部件也普遍存在高温腐蚀和磨损的问题。
为了提高部件的抗腐蚀及磨损的能力，延长其使用寿命，可以用焊接的方法，在部件表面上堆积一个抗腐蚀及磨损的合金涂层。比如锅炉水冷壁在锅炉中是垂直布置，为了堆焊合金涂层到水冷壁管外面向火侧，首先使用MIG/GMAW焊接(MIG：Metal Inert-Gas welding，熔化极惰性气体保护焊，也被称为GMAW：Gas Metal Arc Welding，MIG焊接和GMAW焊接是指同一种焊接，为了简化，本文统一简称为MIG焊接)方法从上向下进行多道焊接，各个相邻焊道要有一定的搭接，有10%到80%的搭接过渡，从而形成完整的堆焊涂层，全面保护向火侧管子。因为采用搭接工艺，焊道搭接区域会形成不平滑的过渡，如图3中的36(焊道33和焊道35的搭接区域)和37(焊道34和焊道35的搭接区域)处所示。堆焊涂层表面的不平滑容易造成应力集中，同时沉积腐蚀产物，对堆焊涂层的抗腐蚀及磨损性能产生负面影响。
在压力容器等其它情况下，也存在使用堆焊焊接形成堆焊涂层后，在焊道搭接区域形成不平滑过渡的情况，从而带来与锅炉水冷壁情况下相同的不良影响。
发明内容
为了弥补所述MIG堆焊焊接工艺的缺点，消除MIG焊道在悍道搭接区的不平滑过渡，本发明提出了在MIG焊接后采用TIG/GTAW焊接(TIG：Tungsten Inert-Gas welding，钨极惰性气体保护焊，也被称为GTAW：Gas Tungsten Arc Welding，TIG焊接和GTAW焊接是指同一种焊接，为了简化，本文统一简称为TIG焊接)对其进行焊接重融的复合焊接方法。对部件的待焊接部位，首先使用MIG焊接，然后用TIG焊接在MIG焊道搭接区域，进行TIG焊接重融。为了不进一步增加TIG可能带来的涂层增厚，TIG焊接过程采用无焊丝工艺，即在TIG焊接重融过程中不添加任何焊丝。与仅仅做MIG焊接相比，进行TIG焊接重融不仅可以提高焊道搭接区域的平滑度，同时，TIG焊接重融过程对先前的MIG焊接的热影响区进行了回火处理，减小了涂层热影响区硬度，增加了堆焊部件的塑性，提高了其可加工性和抗裂能力。
为实现上述发明目的，本发明提供的技术方案是：
一种堆焊涂层复合焊接的新方法，包括以下步骤：
步骤一，焊接准备。准备好焊丝、焊机和焊接辅助设备；
步骤二，对部件的指定焊接部位进行MIG焊接；
步骤三，对在步骤二中MIG焊接形成的焊道搭接区域进行TIG焊接重融；
步骤四，检查是否完成MIG焊接形成的焊道搭接区域的TIG焊接重融，如果结论是完成，则结束复合焊接，否则，返回执行步骤三。
进一步地，步骤三中TIG焊接重融采用无焊丝工艺，即在TIG焊接重融过程中不添加任何焊丝；
进一步地，本发明适用于所有规格的锅炉水冷壁，包括从直径20毫米到100毫米的管子规格；
进一步地，本发明适用于压力容器；
进一步地，本发明适用于自动化焊接和手工焊接；
进一步地，本发明适用于铁素体材料，包括碳钢和合金钢等；
进一步地，本发明适用于不锈钢材料，包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等；
进一步地，本发明适用于镍基合金材料；
进一步地，本发明适用于钴基合金材料；
进一步地，本发明适用于耐磨合金材料。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
针对锅炉水冷壁或压力容器等应用，先采用MIG焊接，再在焊道搭接区域复合使用TIG焊接重融，提高了焊道搭接区域的平滑度，同时对先前MIG焊接的热影响区进行了回火处理，减小了涂层热影响区硬度，增加了堆焊部件的塑性，提高了其可加工性和抗裂能力等。
附图说明
图1为发明的堆焊涂层复合焊接方法流程图；
图2为锅炉水冷壁剖面示意图；
图3为锅炉水冷壁进行MIG焊接后的部件及焊道剖面示意图；
图4为锅炉水冷壁进行复合焊接，TIG焊接重融后的部件及焊道剖面示意图；
图5为压力容器进行MIG焊接后的部件及焊道剖面示意图；
图6为压力容器进行复合焊接，TIG焊接重融后的部件及焊道剖面意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的结构图及具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明设计了一种堆焊涂层复合焊接的新方法，执行如下步骤：
步骤一，焊接准备。准备好焊丝、焊机和焊接辅助设备；
步骤二，对部件的指定焊接部位进行MIG焊接；
步骤三，对在步骤二中MIG焊接形成的焊道搭接区域进行TIG焊接重融；
步骤四，检查是否完成MIG焊接形成的焊道搭接区域的TIG焊接重融，如果结论是完成，则结束复合焊接，否则，返回执行步骤三。
优选地，步骤三中TIG焊接重融采用无焊丝工艺，即在TIG焊接重融过程中不添加任何焊丝。
实施例 1
锅炉水冷壁进行堆焊涂层复合焊接时，参考附图3和附图4。针对锅炉水冷壁的待焊接部位，先进行MIG焊接，在MIG焊道搭接区域(如图3，焊道33和焊道35的搭接区域是36，焊道34和焊道35的搭接区域是37)进行TIG焊接重融(焊道31和焊道32未进行TIG焊接重融)，形成了新的焊道(如图4，TIG焊接重融后，在焊道搭接区域进行形成了新焊道46和47，焊道43、焊道44和焊道45是TIG焊接重融后由图3中的焊道33，34和35变化而成的焊道)。
实施例 2
压力容器进行堆焊涂层复合焊接时，参考附图5和附图6。针对压力容器的待焊接部位，先进行MIG焊接，在MIG焊道搭接区域(如图5，焊道51和焊道52的搭接区域是54，焊道52和焊道53的搭接区域是55)进行TIG焊接重融，形成了新的焊道(如图6，TIG焊接重融后，在焊道搭接区域进行形成了新焊道64和65，焊道61、焊道62和焊道63是TIG焊接重融后由图5中的焊道51，52和53变化而成的焊道)。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围，因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种堆焊涂层复合焊接的新方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，焊接准备，准备好焊丝、焊机和焊接辅助设备；
步骤二，对部件的指定焊接部位进行MIG/GMAW焊接；
步骤三，对在步骤二中MIG/GMAW焊接形成的焊道搭接区域进行TIG/GTAW焊接重融；
步骤四，检查是否完成MIG/GMAW焊接形成的焊道搭接区域的TIG/GTAW焊接重融，如果结论是完成，则结束复合焊接，否则，返回执行步骤三。
2.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，
步骤三中TIG/GTAW焊接重融采用无焊丝工艺，即在TIG/GTAW焊接重融过程中不添加任何焊丝。
3.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，
本发明适用于所有规格的锅炉水冷壁，包括从直径20毫米到100毫米的管子规格。
4.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，
本发明适用于压力容器。
5.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，本发明适用于自动化焊接和手工焊接。
6.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，本发明适用于铁素体材料，包括碳钢和合金钢等。
7.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，本发明适用于不锈钢材料，包括奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、马氏体不锈钢和双相不锈钢等。
8.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，本发明适用于镍基合金材料。
9.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，本发明适用于钴基合金材料。
10.根据权利要求1所述的堆焊涂层复合焊接的方法，其特征在于，本发明适用于耐磨合金材料。
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