CN106312269A - 一种锅炉用中厚钢板的焊接方法 - Google Patents

一种锅炉用中厚钢板的焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锅炉用中厚钢板的焊接方法，包括：（1）钢板厚度为60～80mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置至少3个半圆槽，使之对接构成圆形槽；（2）预焊接：先对待焊接的两块中厚钢板进行预热，然后在该两块中厚钢板的两端部分焊接，使得对应的半圆槽相互连接牢固；（3）焊接：采用交错焊接的方式，从对接面的一端焊接到另一端，然后再焊接到起始一端；对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，后热处理。本发明通过半圆槽将两块中厚钢板的待焊接面分割成至少4段，再通过间隙式交错焊接，将中厚钢板的非热效应区的变形量缩减到最小，确保焊接接头各区域力学性能合格。

Description

一种锅炉用中厚钢板的焊接方法
技术领域
本发明涉及机械技术领域，具体是一种锅炉用中厚钢板的焊接方法。
背景技术
锅炉是一种能量转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器，炉指燃烧燃料的场所，锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
锅炉设备所用到的钢板主要是指用来制造过热器、主蒸汽管和锅炉火室受热面用的热轧中厚钢板材料。这些中厚钢板的焊接性较差，焊接坡口的选择以及焊接工艺是其焊接的关键步骤，焊接时如果坡口开制不合理、焊接参数选用不合适都将导致焊接过程中出现未熔合、冷裂纹和接头脆化等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高焊接质量的、适用于厚度为60～80mm的锅炉用中厚钢板的焊接方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种锅炉用中厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为60～80mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置至少3个半圆槽，使之对接构成至少3个完整的圆形槽；
（2）预焊接：先对待焊接的两块中厚钢板进行预热，预热温度≥190℃，然后在该两块中厚钢板的两端部分焊接，使得对应的半圆槽相互连接牢固；
（3）焊接：采用交错焊接的方式，从两块中厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块中厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，焊接过程中控制焊接点的温度在240～280℃，交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行后热，后热温度为320～340℃，后热处理时间为1h。
作为本发明进一步的方案：所述的半圆槽的数目为4～6个。
作为本发明进一步的方案：所述的半圆槽的数目为5个。
作为本发明进一步的方案：所述的半圆槽均布在两块待焊接的中厚钢板的对接面上。
作为本发明进一步的方案：所述的半圆槽的直径为该中厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.05～1.1倍。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤（3）中，交错焊接采用的焊丝直径为5.0mm，焊接电流强度为360～420A，焊接电压强度为30～32V，焊接速度为250～320mm/min，焊接温度为240～280℃。
作为本发明进一步的方案：所述的交错焊接的间隙为半圆槽的直径的0.3～0.5倍。
作为本发明进一步的方案：所述的步骤（3）中，焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm时，焊接电流强度为190～210A，焊接电压强度为28～30V，电源直流反接，焊接速度≥180mm/min；焊条电弧焊采用的焊条直径为5.0mm时，焊接电流强度为200～220A，焊接电压强度为28～30V，电源直流反接，焊接速度≥220mm/min。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置至少3个半圆槽，使之对接构成至少3个完整的圆形槽，即将两块中厚钢板的待焊接面分割成至少4段，再通过间隙式交错焊接，可以将中厚钢板的非热效应区的变形量缩减到最小；本发明减少了中厚钢板焊接易产生冷裂纹、未熔合及接头脆化等焊接缺陷产生几率，保证了焊接质量，确保焊接接头各区域力学性能合格。本发明方法适用于厚度为60～80mm的中厚钢板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明实施例中，一种锅炉用中厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为60mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置3个半圆槽，使之对接构成3个完整的圆形槽；半圆槽均布在两块待焊接的中厚钢板的对接面上，其直径为该中厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.05倍；
（2）预焊接：先对待焊接的两块中厚钢板进行预热，预热温度≥190℃，然后在该两块中厚钢板的两端部分焊接，使得对应的半圆槽相互连接牢固；
（3）焊接：采用交错焊接的方式，以半圆槽直径的0.5倍的间隙从两块中厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块中厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，交错焊接采用的焊丝直径为5.0mm，焊接电流强度为360A，焊接电压强度为32V，焊接速度为250mm/min，焊接温度为280℃；交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm，焊接电流强度为190A，焊接电压强度为30V，电源直流反接，焊接速度≥180mm/min；焊接完成后对焊件进行后热，后热温度为320℃，后热处理时间为1h。
实施例2
本发明实施例中，一种锅炉用中厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为80mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置6个半圆槽，使之对接构成6个完整的圆形槽；半圆槽均布在两块待焊接的中厚钢板的对接面上，其直径为该中厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.1倍；
（2）预焊接：先对待焊接的两块中厚钢板进行预热，预热温度≥190℃，然后在该两块中厚钢板的两端部分焊接，使得对应的半圆槽相互连接牢固；
（3）焊接：采用交错焊接的方式，以半圆槽直径的0.3倍的间隙从两块中厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块中厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，交错焊接采用的焊丝直径为5.0mm，焊接电流强度为420A，焊接电压强度为30V，焊接速度为320mm/min，焊接温度为240℃；交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊条电弧焊采用的焊条直径为5.0mm，焊接电流强度为220A，焊接电压强度为28V，电源直流反接，焊接速度≥220mm/min；焊接完成后对焊件进行后热，后热温度为340℃，后热处理时间为1h。
实施例3
本发明实施例中，一种锅炉用中厚钢板的焊接方法，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为70mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置5个半圆槽，使之对接构成5个完整的圆形槽；半圆槽均布在两块待焊接的中厚钢板的对接面上，其直径为该中厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.05倍；
（2）预焊接：先对待焊接的两块中厚钢板进行预热，预热温度≥190℃，然后在该两块中厚钢板的两端部分焊接，使得对应的半圆槽相互连接牢固；
（3）焊接：采用交错焊接的方式，以半圆槽直径的0.4倍的间隙从两块中厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块中厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，交错焊接采用的焊丝直径为5.0mm，焊接电流强度为380A，焊接电压强度为30V，焊接速度为280mm/min，焊接温度为260℃；交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm，焊接电流强度为200A，焊接电压强度为29V，电源直流反接，焊接速度≥180mm/min；焊接完成后对焊件进行后热，后热温度为330℃，后热处理时间为1h。
本发明通过在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置至少3个半圆槽，使之对接构成至少3个完整的圆形槽，即将两块中厚钢板的待焊接面分割成至少4段，再通过间隙式交错焊接，可以将中厚钢板的非热效应区的变形量缩减到最小；本发明减少了中厚钢板焊接易产生冷裂纹、未熔合及接头脆化等焊接缺陷产生几率，保证了焊接质量，确保焊接接头各区域力学性能合格。本发明方法适用于厚度为60～80mm的中厚钢板。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）钢板厚度为60～80mm，采用同厚度钢板对接的方式，在两块对接的待焊接的中厚钢板的对应位置上分别设置至少3个半圆槽，使之对接构成至少3个完整的圆形槽；
（2）预焊接：先对待焊接的两块中厚钢板进行预热，预热温度≥190℃，然后在该两块中厚钢板的两端部分焊接，使得对应的半圆槽相互连接牢固；
（3）焊接：采用交错焊接的方式，从两块中厚钢板的对接面的一端焊接到另一端，然后再从两块中厚钢板的对接面的另一端焊接到起始一端，焊接过程中控制焊接点的温度在240～280℃，交错焊接完成后对焊接点的背面部位进行清根，采用焊条电弧焊进行焊接，焊接完成后对焊件进行后热，后热温度为320～340℃，后热处理时间为1h。
2.根据权利要求1所述的锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的半圆槽的数目为4～6个。
3.根据权利要求2所述的锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的半圆槽的数目为5个。
4.根据权利要求3所述的锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的半圆槽均布在两块待焊接的中厚钢板的对接面上。
5.根据权利要求4所述的锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的半圆槽的直径为该中厚钢板的热效应区的最大直线距离的1.05～1.1倍。
6.根据权利要求1所述的锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，交错焊接采用的焊丝直径为5.0mm，焊接电流强度为360～420A，焊接电压强度为30～32V，焊接速度为250～320mm/min，焊接温度为240～280℃。
7.根据权利要求6所述的锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的交错焊接的间隙为半圆槽的直径的0.3～0.5倍。
8.根据权利要求1所述的锅炉用中厚钢板的焊接方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，焊条电弧焊采用的焊条直径为4.0mm时，焊接电流强度为190～210A，焊接电压强度为28～30V，电源直流反接，焊接速度≥180mm/min；焊条电弧焊采用的焊条直径为5.0mm时，焊接电流强度为200～220A，焊接电压强度为28～30V，电源直流反接，焊接速度≥220mm/min。
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