CN108127216A - 一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺 - Google Patents

一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺。对于任何壁厚的低合金贝氏体钢焊前无需进行预热，用焊丝对低合金贝氏体钢进行焊接时，控制焊接电压在12V～14V和焊接电流在140A～160A范围内，焊接层间温度≤350℃，每层焊缝厚度≤6mm，并在焊接完成后进行焊后热处理。通过该工艺无需进行焊前预热，在保证焊缝性能满足母材性能的前提下，提高了工作效率。

Description

一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，更具体的说是涉及一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺。
背景技术
随着对环境的要求越来越严格，石油化工压力容器、管道构件、电站锅炉汽包、封头以及其它部件正向着高参数大容量高效率方向发展，为此，开发了以低合金贝氏体钢为主的筒体用钢材料。
目前，对低合金贝氏体钢主要采用电弧焊和埋弧焊进行焊接，而电弧焊和埋弧焊操作比较复杂，技术要求比较高，焊接工作者需要经过长时间练习才能掌握，而对于手工氩弧焊，焊接工作者经短时间练习就能掌握，但现有手工氩弧焊都需要对母材进行焊前预热，从而降低了工作效率。
因此，如何提供一种高效率的手工氩弧焊接工艺是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，该工艺不需要对低合金贝氏体钢进行焊前预热，简化了焊接过程，进而提高了工作效率，且焊缝的屈服强度和冲击性能满足了低合金贝氏体钢的性能要求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，具体包括以下步骤：
(1)选取焊丝；
(2)焊接处理，控制焊接时焊接电压在12V～14V和焊接电流在140A～160A范围内，用焊丝直接对低合金贝氏体钢进行焊接；
(3)焊接完成后进行焊后热处理。
本发明的有益效果为：该工艺对任何壁厚的低合金贝氏体钢均不需要进行焊前预热处理，简化了焊接过程，使得焊工操作简单，进而提高了焊接效率。
进一步，对低合金贝氏体钢进行多层多道焊接时，控制焊接层间温度≤350℃，每层焊缝厚度≤6mm。
上述进一步方案的有益效果为：控制层间温度和每层焊缝厚度，避免焊缝金属产生粗大的铸态组织，控制焊缝组织形态，避免产生淬硬组织，从而提高焊接接头机械性能。
进一步，焊后热处理为低于下转变温度的焊后热处理，其具体步骤为：
(1)焊件进炉，其中，焊件进炉时炉内温度≤400℃；
(2)焊件进炉后，对焊件进行加热处理，加热区升温速度为150℃/h～200℃/h；
(3)当炉内温度到达600℃～640℃时停止升温，对焊件进行保温处理，保温时间为30min～240min；
(4)保温后，对焊件进行降温处理，降温速度为200℃/h～250℃/h；
(5)炉内温度≤400℃时，焊件出炉，空冷。
上述进一步方案的有益效果为：采用焊后低于下转变温度的热处理，能够避免引起脆化组织，消除焊接残余应力，且降低了焊缝的淬硬倾向，使焊缝性能达到最佳。
进一步，焊丝的化学成分含量为：C 0.06％～0.12％，Mn 1.60％～1.90％，Si0.10％～0.60％，S≤0.015％，P≤0.025％，Cr≤0.40％，Mo 0.40％～0.70％，Nb≤0.020％，Ni≤0.40％，其余为Fe。
上述进一步方案的有益效果为：按本发明提供的焊丝进行焊制后形成的焊缝，能够保证焊缝金属化学成分及机械性能与低合金贝氏体钢相匹配，且熔透性好，透度均匀。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供的一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，在保证焊缝屈服强度的前提下最大限度地提升了焊缝的塑性、韧性，使低合金贝氏体钢筒体材料的使用更加安全，可广泛应用于工业生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1附图为本发明一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺流程图。
图2附图为本发明一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺中焊后热处理的具体步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
本发明实施例公开了一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，对于任何壁厚的低合金贝氏体钢焊前无需进行预热，用焊丝直接对低合金贝氏体钢进行焊接，同时控制焊接时焊接电压在12V～14V和焊接电流在140A～160A范围内，在焊接完成后进行焊后热处理。
具体的，当焊缝≤6mm时，对低合金贝氏体钢进行单层单道或多层单道焊接；当焊缝＞6mm时，对低合金贝氏体钢进行多层多道焊接，且控制焊接层间温度≤350℃，每层焊缝厚度≤6mm。
本发明提供的手工氩弧焊接工艺无需对低合金贝氏体钢进行预热处理，简化了操作过程，在保证焊缝的屈服强度和冲击性能等要求的前提下，提高了工作效率。
为进一步优化上述技术方案，焊后热处理为低于下转变温度的焊后热处理，其具体步骤为：
(1)焊件进炉，其中，焊件进炉时炉内温度≤400℃；
(2)焊件进炉后，对焊件进行加热处理，加热区升温速度为150℃/h～200℃/h；
(3)当炉内温度到达600℃～640℃时停止升温，对焊件进行保温处理，保温时间为30min～240min；
(4)保温后，对焊件进行降温处理，降温速度为200℃/h～250℃/h；
(5)当炉内温度≤400℃时，焊件出炉，空冷。
实施例1：焊接处理时，焊接电压：12V，焊接电流：140A，焊接层间温度：105℃，每层焊缝厚度：3mm；
焊后热处理工艺：炉内温度≤400℃焊件进炉，升温速度150℃/h，保温温度620℃，保温时间：2h，降温速度200℃/h，炉内温度≤400℃后焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
焊后性能检测结果：抗拉强度为660MPa，焊缝部位的屈服强度为568MPa，焊缝部位延伸率为28％，焊缝冲击吸收功为：90J/96J/102J。
实施例2：焊接处理时，焊接电压：12V，焊接电流：140A，焊接层间温度：105℃，每层焊缝厚度：3mm；
焊后热处理工艺：炉内温度≤400℃焊件进炉，升温速度150℃/h，保温温度640℃，保温时间：2h，降温速度200℃/h，炉内温度≤400℃后焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
焊后性能检测结果：抗拉强度为656MPa，焊缝部位的屈服强度为582MPa，焊缝部位延伸率为32％，焊缝冲击吸收功为：104J/106J/112J。
实施例3：焊接处理时，焊接电压：14V，焊接电流：160A，焊接层间温度：300℃，每层焊缝厚度：6mm；
焊后热处理工艺：炉内温度≤400℃焊件进炉，升温速度150℃/h，保温温度620℃，保温时间：2h，降温速度200℃/h，炉内温度≤400℃后焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
焊后性能检测结果：抗拉强度为666MPa，焊缝部位的屈服强度为580MPa，焊缝部位延伸率为30％，焊缝冲击吸收功为：94J/96J/92J。
实施例4：焊接处理时，焊接电压：14V，焊接电流：160A，焊接层间温度：300℃，每层焊缝厚度：6mm；
焊后热处理工艺：炉内温度≤400℃焊件进炉，升温速度200℃/h，保温温度640℃，保温时间：2h，降温速度250℃/h，炉内温度≤400℃后焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
焊后性能检测结果：抗拉强度为656MPa，焊缝部位的屈服强度为595MPa，焊缝部位延伸率为36％，焊缝冲击吸收功为：114J/106J/112J。
实施例5：焊接处理时，焊接电压：14V，焊接电流：150A，焊接层间温度：200℃，每层焊缝厚度：6mm；
焊后热处理工艺：炉内温度≤400℃焊件进炉，升温速度180℃/h，保温温度630℃，保温时间：2h，降温速度220℃/h，炉内温度≤400℃后焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
焊后性能检测结果：抗拉强度为678MPa，焊缝部位的屈服强度为568MPa，焊缝部位延伸率为32％，焊缝冲击吸收功为：84J/104J/100J。
实施例6：焊接处理时，焊接电压：12V，焊接电流：140A，焊接层间温度：350℃，每层焊缝厚度：5mm；
焊后热处理工艺：炉内温度≤400℃焊件进炉，升温速度150℃/h，保温温度640℃，保温时间：2h，降温速度200℃/h，炉内温度≤400℃后焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
焊后性能检测结果：抗拉强度为664MPa，焊缝部位的屈服强度为586MPa，焊缝部位延伸率为38％，焊缝冲击吸收功为：94J/100J/90J。
实施例7：焊接处理时，焊接电压：14V，焊接电流：160A，焊接层间温度：300℃，每层焊缝厚度：6mm；
焊后热处理工艺：炉内温度≤400℃焊件进炉，升温速度200℃/h，保温温度600℃，保温时间：2h，降温速度250℃/h，炉内温度≤400℃后焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
焊后性能检测结果：抗拉强度为682MPa，焊缝部位的屈服强度为580MPa，焊缝部位延伸率为34％，焊缝冲击吸收功为：84J/86J/82J。
上述所有实施例焊丝的化学成分，以质量百分比计：C为0.086％，Mn为1.74％，Si为0.54％，S为0.005％，P为0.010％，Cr为0.35％，Mo为0.60％，Nb为0.010％，Ni为0.35％，其余为Fe。
上述实施例1～7依照本发明提供的焊接工艺对低合金贝氏体钢进行多层多道焊接，并依据NB/T47014《承压设备焊接工艺评定》标准对低合金贝氏体钢进行焊接工艺评定，根据焊后性能检测结果可以得出，焊缝的抗拉强度、屈服强度、弯曲性能及冲击吸收功等方面均满足母材规定要求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，其特征在于，具体步骤包括：
(1)选取焊丝；
(2)焊接处理，控制焊接时焊接电压在12V～14V和焊接电流在140A～160A范围内，用所述焊丝直接对所述低合金贝氏体钢进行焊接；
(3)焊接完成后进行焊后热处理。
2.根据权利要求1所述的一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，其特征在于：对所述低合金贝氏体钢进行多层多道焊接时，控制焊接层间温度≤350℃，每层焊缝厚度≤6mm。
3.根据权利要求1所述的一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，其特征在于，所述焊后热处理为低于下转变温度的焊后热处理，其具体步骤为：
(1)焊件进炉，其中，焊件进炉时炉内温度≤400℃；
(2)焊件进炉后，对焊件进行加热处理，加热区升温速度为150℃/h～200℃/h；
(3)当炉内温度到达600℃～640℃时停止升温，对焊件进行保温处理，保温时间为30min～240min；
(4)保温后，对焊件进行降温处理，降温速度为200℃/h～250℃/h；
(5)当炉内温度≤400℃时，焊件出炉，出炉后在空气中继续冷却。
4.根据权利要求1所述的一种低合金贝氏体钢手工氩弧焊接工艺，其特征在于，所述焊丝的化学成分含量为：C 0.06％～0.12％，Mn 1.60％～1.90％，Si 0.10％～0.60％，S≤0.015％，P≤0.025％，Cr≤0.40％，Mo 0.40％～0.70％，Nb≤0.020％，Ni≤0.40％，其余为Fe。
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