CN107096981A - 一种双相不锈钢薄板的焊接方法 - Google Patents

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史学海
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Abstract

本发明提出一种双相不锈钢薄板的焊接方法，包括如下步骤：在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；采用氩‑氦‑氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩18%‑22%，氦74%‑76%，氢4%‑6%。通过本发明解决了现有技术中的双相不锈钢薄板的焊接方法存在的焊接效率低，焊接速度慢，易出现未熔合现象的问题。

Description

一种双相不锈钢薄板的焊接方法
技术领域
本发明涉及一种双相不锈钢薄板的焊接方法。
背景技术
铁素体-奥氏体不锈钢兼具奥氏体钢和铁素体钢的优点，具有强度高、耐腐蚀性高和易于焊接的优点，已经逐渐应用于机车车辆制造领域，奥氏体不锈钢在焊接过程中，一般采用普通氩弧焊，保护气体为99.99%氩气或者是采用活性混合气体保护焊进行焊接，保护气体为98%氩气+2%二氧化碳，活性混合气体保护焊具有生产效率高，焊缝熔合较好的优点，但其不适合于不锈钢薄板的焊接工艺，在进行焊接薄板时操作性差且极易出现焊接缺陷。普通氩弧焊适用于不锈钢薄板的焊接，但是其焊接效率低，熔深浅，且由于不锈钢薄板焊接时熔池流动性差，易出现未熔合等缺陷。
发明内容
本发明提供一种双相不锈钢薄板的焊接方法，解决现有技术中的双相不锈钢薄板的焊接方法存在的焊接效率低，焊接速度慢，易出现未熔合现象的问题。
为达到解决上述技术问题的目的，本发明采用所提出的双相不锈钢薄板采用以下技术方案予以实现：
1、一种双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤；
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩18%-22%，氦74%-76%，氢4%-6%。
本发明还存在以下附加技术特征：
不锈钢薄板在焊接时的焊接电流为90-110A，焊接速度为1.8-2.2mm/s，气体流量为16-18L/min。
为减少双相不锈钢薄板焊接产生的变形，焊接时采用压紧装置对不锈钢薄板进行压紧。
具体的，本实施例中的压紧装置包括压块和与压块连接用于驱动压块上下运动的驱动装置，所述压块压设在不锈钢薄板的四角位置处。
进一步的，所述双相不锈钢薄板的厚度为1.5-2.5mm。
进一步的，所述双相不锈钢薄板间采用全位置V 形坡口形式对接焊缝，间隙为0-1mm，钝边为1.5±0.5mm，加工坡口的角度为30±0.5°。
进一步的，在对双相不锈钢薄板加工坡口前先通过激光设备下料。
进一步的，焊接层次数为1 层或2 层。
本发明存在以下优点和积极效果：
本发明提出一种双相不锈钢薄板的焊接方法，先在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；然后再利用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩18%-22%，氦74%-76%，氢4%-6%。通过采用本发明中的三元混合气体的体积分数比保护氩弧焊，对双相不锈钢薄板进行焊接，不但有效的提高了焊接速度和焊接效率，而且还解决了焊接时存在的未熔合的问题。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细的说明，本发明提出一种双相不锈钢薄板的焊接方法的实施例，本实施例中的焊接方法主要适应于厚度为1.5-2.5mm的双相不锈钢薄板的焊接，其具体的焊接方法包括有如下步骤；
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、利用直径为2.5mm的钍钨极，双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩18%-22%，氦74%-76%，氢4%-6%。
具体的实现方式为：
首先，对双相不锈钢板进行下料，下料方式为激光下料，以免因为其他下料方式造成板的平面度不好，如果板面不平，需要进一步调修，达到板平面均匀一致。
其次，下料完成后采用机械加工的方法对双相不锈钢薄板进行V型坡口加工，加工坡口的角度为30±0.5°，钝边为1.5±0.5mm，加工完成后采用全位置V 形坡口形式对接焊缝，间隙为0-1mm，
再次，采用预先配置好的三元混合气体进行保护，三元混合气体体积分数的配比为氩：18%-22%，氦：74%-76%，氢：4%-6%，通过多次试验比较，这种配比最适合于本实施例中双相不锈钢的薄板焊接：氦气电弧发热量大可以使得焊接过程中有较大的熔深，但是为了使得效果明显，本实施例中氦气的体积分数选取在70%以上，但含量超过80%时会导致熔深太大，焊接穿透现象。氩气的电弧稳定且柔和，其阴极的清洗作用比较好。氢气的主要作用是提高焊接速度，为了使得焊缝成形更加美观，但是氢气的含量一般需低于15%，如果氢气的含量过高，在焊接时容易引起氢气孔，氢气含量控制在4%-6%。氢气含量过低则对焊接速度的提高影响不大。
最后，焊接时采用双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，焊丝的直径为2-2.5mm，焊接过程中焊接电流为90-110A，焊接速度为1.8-2.2mm/s,气体流量为16-18L/min。
为减少双相不锈钢薄板焊接产生的变形，焊接时采用压紧装置对不锈钢薄板进行压紧。以减轻加热产生的变形，提高双相不锈钢薄板的平面度。具体的，本实施例中的压紧装置包括压块和与压块连接用于驱动压块上下运动的驱动装置，压块压设在不锈钢薄板的四角位置处。当然，压紧装置也可以选用简单的压块结构，在此不做赘述。
焊接时采用一道焊就可以完成双相不锈钢薄板的焊接，为确保焊接的牢固性，焊接层数可以为2层，焊接过程中需对双相不锈钢薄板的四角进行压紧，以减少焊接产生的变形。
通过本实施例中三元混合气体保护的氩弧焊工艺焊接速度较普通氩弧焊提高了30%以上，且焊缝外观美观，成形好，通过进行射线探伤，未熔合的问题得到了很好的解决，提高了产品的质量。
实施例1：
一种双相不锈钢薄板焊接方法，包括以下步骤：
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩22%，氦74%，氢4%。
实施例2：
一种双相不锈钢薄板焊接方法，包括以下步骤：
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩20%，氦75%，氢5%。
实施例3：
一种双相不锈钢薄板焊接方法，包括以下步骤：
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩18%，氦76%，氢6%。
对比例1:
一种双相不锈钢薄板焊接方法，包括以下步骤：
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩14%，氦84%，氢2%。
对比例2:
一种双相不锈钢薄板焊接方法，包括以下步骤：
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩10%，氦74%，氢16%。
对比例3:
一种双相不锈钢薄板焊接方法，包括以下步骤：
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩19%，氦60%，氢13%。
具体实施例的数据采取参见表格1：
表1 实施例和对比例选用的三元混合气体体积分数
表2 实施例和对比例的结果分析
通过上述分析结果可知：采用实施例1-3中方法中的混合气体体积分数与对比例1-3中采用方法中采用的混合气体体积分数对双相不锈钢薄板进行焊接相比较，本实施例的1-3中采用的混合气体体积分数可在确保不产生氢气孔和阴极清洁度较好的前提下，保证了焊接熔深的深度，同时提高了焊接的速度，通过熔深和焊速的提高有效的解决了现有技术中双相不锈钢薄板焊接时容易出现的未熔合的问题，且由于保护气体中添加有氢气不仅提高了焊接的效率和焊接质量，且使成型后的焊缝外观更加美观。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤；
1）、在双相不锈钢板上加工坡口，坡口加工完成后对接焊缝；
2）、采用氩-氦-氢三元气体保护氩弧焊，利用钍钨极、双相不锈钢焊丝W22 93NL进行焊接，采用的三元混合气体的体积分数比为氩18%-22%，氦74%-76%，氢4%-6%。
2.根据权利要求1所述的双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，焊接时的焊接电流为90-110A，焊接速度为1.8-2.2mm/s，气体流量为16-18L/min。
3.根据权利要求1所述的双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，焊接时采用压紧装置对不锈钢薄板进行压紧。
4.根据权利要求3所述的双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，所述压紧装置包括压块和与压块连接的用于驱动压块上下运动的驱动装置，所述压块压设在不锈钢薄板的四角位置处。
5.根据权利要求3所述的双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，所述双相不锈钢薄板的厚度为1.5-2.5mm。
6.根据权利要求5所述的双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，所述双相不锈钢薄板间采用全位置V 形坡口形式对接焊缝，间隙为0-1mm，钝边为1.5±0.5mm，加工坡口的角度为30±0.5°。
7.根据权利要求1所述的双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，在对双相不锈钢薄板加工坡口前先通过激光设备下料。
8.根据权利要求1所述的双相不锈钢薄板的焊接方法，其特征在于，焊接层次数为1 层或2 层。
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