CN108127230A - 一种n10276合金的带极埋弧堆焊方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及本发明公开了发明公开了一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法，具体包括以下步骤：（1）对试件待堆焊面进行清理，对待堆焊面做100%磁粉检测；将检测合格的试件固定在变位机上，待堆焊面朝上；（2）使用焊带与焊剂，用带极埋弧堆焊方法将过渡层堆焊在步骤（1）中的试件待堆焊面上，堆焊完毕后对过渡层做100%渗透检测；将检测合格的试件进行消应热处理；（3）用带极埋弧堆焊方法将耐蚀层堆焊到步骤（2）中的过渡层表面，且过渡层的焊缝和耐蚀层的相互错开，堆焊完毕后对耐蚀层做100%渗透检测；本发明的焊接方法提高了工作效率，且焊接过程不产生烟尘，弧光不外露，显著地改善了焊工作业环境，降低了焊接作业人员劳动强度。

Description

一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法
技术领域
本发明涉及金属材料的焊接领域，具体涉及一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法。
背景技术
哈氏合金材料能够耐湿氯、各种氧化性氯化物、氯化盐溶液、硫酸与氧化性盐，在低温与中温盐酸中均有很好的耐蚀性能。因此，哈氏合金材料在苛刻的腐蚀环境中，如化工、石油化工、烟气脱硫、纸浆和造纸、环保等工业领域得到了相当广泛的应用。
哈氏合金具有以下特性：①在氧化和还原两氛围状态中，对大多数腐蚀介质具有优异的耐腐蚀性能；②有出色的耐点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀性能；较高的Mo、Cr含量使合金能够耐氯离子腐蚀，W元素进一步提高了耐蚀性。尤其是哈氏N10276，是仅有的几种耐潮湿氯气、次氯酸盐及二氧化氯溶液腐蚀的材料之一，对高浓度的氯化盐溶液如氯化铁和氯化铜有显著的耐蚀性。适用于各种浓度的硫酸溶液，是少数几种能应用于热浓硫酸溶液的材料之一。
N10276合金是哈氏合金的一种，其焊接性能和普通奥氏体不锈钢相似，在使用一种焊接方法对N10276焊接之前，必须要采取措施以使焊缝及热影响区的抗腐蚀性能下降最小，如钨极气体保护焊(GTAW)、金属极气体保护焊(GMAW)、埋弧焊或其他一些可以使焊缝及热影响区抗腐蚀性能下降最小的焊接方法。但对于诸如氧炔焊等有可能增加材料焊缝及热影响区含碳量或含硅量的焊接方法是不适合采用的。然而，目前国内N10276合金的耐蚀堆焊均采用手工焊条电弧焊堆焊工艺，这种工艺熔敷效率约4kg/h，效率较低，而且焊接过程中产生大量烟尘和弧光对焊工身体危害和车间作业环境影响较大，因此，亟需一种能够克服上述问题的N10276合金的焊接方法。
发明内容
针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法，本发明采用60mm宽的焊带实现带极埋弧堆焊，不仅提高了工作效率，而且焊接过程不产生烟尘，弧光不外露，显著地改善了焊接工人的作业环境，降低了焊接作业人员劳动强度。
为实现上述发明目的，具体的，本发明公开了下述技术方案：
一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法，具体包括以下步骤：
(1)对试件待堆焊面进行清理，对待堆焊面做100％磁粉检测；将检测合格的试件固定在变位机上，待堆焊面朝上；
(2)使用焊带与焊剂，用带极埋弧堆焊方法将过渡层堆焊在步骤(1)中的试件待堆焊面上，堆焊完毕后对过渡层做100％渗透检测；将检测合格的试件进行消应热处理；
(3)用带极埋弧堆焊方法将耐蚀层堆焊到步骤(2)中的过渡层表面，且过渡层的焊缝和耐蚀层的相互错开，堆焊完毕后对耐蚀层做100％渗透检测即可。
步骤(1)中，所述清理试件待堆焊面指的是：将待堆焊面的铁锈、油污等污染物清理干净，并打磨光滑。
步骤(2)中，所述过渡层的厚度大于2mm。
步骤(2)中，所述焊带宽度为60mm。
步骤(2)中，所述过渡层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流900～950A，焊接电压25～30V，焊接速度16～18cm/min。层间温度控制为：过渡层100℃～250℃。
步骤(2)中，所述试件进行消应热处理，保温温度、保温时间、升温速度及降温速度按照标准NB/T47015-2011所要求进行操作。
步骤(3)中，所述耐蚀层的厚度大于2mm。
步骤(3)中，所述耐蚀层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流930～980A，焊接电压25～30V，焊接速度17～20cm/min。层间温度控制为：耐蚀层≤100℃。
上述方法中，所述焊材选用：焊带牌号H276(规格0.5×60)、焊剂牌号SJ86B(规格12-60目)。
上述方法中，堆焊焊机选用：奥太zx7-1250s焊机。
优选的，上述方法中，在过渡层、耐蚀层堆焊过程中，焊道路线首先从最内层开始，按照逆时针进行焊接，每焊接完一圈后再向外焊接另一圈，且每一个焊接圈和相邻的焊接圈之间的焊缝都相互错开，最终，焊道路线形成了一个个依次从内向外同心焊接圈。
需要说明的是：本发明采用带极埋弧堆焊对N10276合金进行焊接，其主要原因是考虑到以下几个问题：(1)从N10276合金的成分和含量(表1所示)考虑，合金中含有大量的Cr、Mo、Co、Mn、Ni等元素，这些元素在采用手工焊条电弧焊堆焊工艺焊接过程中，很容易与焊丝中的化学成分结合形成大量有害烟尘，并进入工人的呼吸道系统，尤其是Cr、Mn、Ni形成的烟尘很容易引起哮喘，长期吸入会引起尘肺病，甚至致癌。(2)从N10276合金的属性来考虑，由于这种合金的成分的原因，N10276合金不和Cu基、Fe基等合金一样具有良好的导电率和导热系数，反而具有相当高的电阻率和热膨胀率，这就使得焊接过程中焊条融化后在焊接熔池中不容易均匀流动，容易引起焊缝的质量问题，且影响美观；同时，由于N10276合金由于含有大量的17.1％Cr元素，这个含量已经远超过了发生晶间腐蚀所需的理论含量(>12％)，使焊接后的焊缝区容易产生晶间腐蚀，为了解决这些问题，一般都采用手工焊条电弧焊堆焊工艺，因为这种工艺焊接热输入量较小，以避免焊缝长时间暴露在高热输入量的环境中，加剧晶间腐蚀的产生；然而，正是由于采用这样的焊接工艺，造成了(1)中问题，可以看出，这两个问题是相互依存的，必须同时解决，而带极埋弧堆焊是用钢带取代焊丝，这种特点使焊接时产生的熔敷金属量大、效率高、容易控制焊道成型，能够大幅度提高焊接生产率，还能够避免焊丝和N10276合金中的化学成分结合，避免产生大量有害烟尘；同时，由于带极埋弧堆焊工艺是采用一对辊轮进行给送钢带，而不像手工焊条电弧焊堆焊工艺一样是工人手工给送焊丝，避免了工人和烟尘的直接接触；另外，带极埋弧堆焊在焊接过程中不产生强烈的弧光，能够有效减小弧光对焊工身体危害和对车间作业环境的影响。尽管，在焊接车间加装通风装置也能从一定程度上减小烟尘对工人的伤害，但这种方法只能治标，不能从根本上解决而问题，综合上述考虑和N10276合金本身的特点，本发明采用带极埋弧堆焊工艺焊接N10276合金。
表1
成分 Cr Mo Fe Co Mn Si P S Ni
含量 17.1 16.2 4.9 2.2 1.1 0.08 0.025 0.017 Bal.
与现有技术相比，本发明方法取得了以下有益效果：
(1)本发明实现了N10276合金的带极埋弧堆焊，带极埋弧堆焊的熔敷效率约16kg/h，焊接效率提高了约5倍，保证了堆焊质量，降低了生产成本，降低了能源消耗，降低了工人劳动强度。
(2)本发明采用的N10276合金的带极埋弧堆焊使车间的烟气含量降低了10～15倍，且没有产生明显的可见弧光，有效降低了烟尘和弧光对工人身体的危害和对车间作业环境的影响。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为堆焊示意图。
图2堆焊焊道路线示意图。
图1和图2中所述附图标记为：1-试件待堆焊面，2-过渡层，3-耐蚀层，4-焊接起点，δ表示试件的宽度，表示试件的长度。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有的N10276合金焊接方法存在焊接过程中产生大量烟尘和弧光对焊工身体危害、对车间作业环境影响较大、效率低等问题，为了解决上述问题，本发明提供了一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法，下面结合具体的实施例对本发明做进一步的说明。
实施例1
一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法。先对管板毛坯待堆焊面进行清理，对待堆焊面做100％磁粉检测；将检测合格的管板毛坯固定在变位机上，待堆焊面朝上；然后使用焊带与焊剂按图1所述的位置堆焊过渡层，对过渡层做100％渗透检测；将检测合格的管板进行消应热处理；再按图1所述的位置堆焊耐蚀层，对耐蚀层做100％渗透检测。所述过渡层及耐蚀层堆焊过程中，依次按照图2指定的焊道路线堆焊。最终堆焊完成后，对堆焊层做100％可记录超声检测。
所述过渡层和耐蚀层的厚度均为2mm。
所述焊材选用：焊带牌号H276(规格0.5×60)、焊剂牌号SJ86B(规格12-60目)。堆焊焊机选用：奥太zx7-1250s焊机。
所述过渡层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流940A，焊接电压28V，焊接速度17cm/min。层间温度控制为：过渡层180℃。
所述耐蚀层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流967A，焊接电压29V，焊接速度19cm/min。层间温度控制为：耐蚀层为90℃。
所述管板毛坯进行消应热处理，其中保温温度、保温时间、升温速度及降温速度按照标准NB/T47015-2011所要求进行操作。
对试件的过渡层进行检测，试件过渡层、耐蚀层的渗透检测按标准NB/T47013.2-2015，100％Ⅰ级合格；弯曲试样按NB/T47014-2011要求加工，理化性能结果详见表2。从表中可以看出，各项性能指标均符合NB/T47013.2-2015，I级合格，该管板加工完成后满足设备使用要求。
另外，通过对本实施例中焊接后的烟气含量测量后发现，车间的烟气含量从原来的10～15g/m3降到了1g/m3以下，且没有产生明显的可见弧光，有效降低了烟尘和弧光对工人身体的危害和对车间作业环境的影响。
表2
实施例2：
实施例2和实施例1的区别在于：所述过渡层和耐蚀层的厚度均为4mm。
所述过渡层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流900A，焊接电压25V，焊接速度17cm/min。层间温度控制为：过渡层100℃。
所述耐蚀层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流930A，焊接电压25V，焊接速度17cm/min。层间温度控制为：耐蚀层为100℃。
实施例3：
实施例3和实施例1的区别在于：所述过渡层和耐蚀层的厚度均为8mm。
所述过渡层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流950A，焊接电压30V，焊接速度17cm/min。层间温度控制为：过渡层250℃。
所述耐蚀层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流980A，焊接电压30V，焊接速度20cm/min。层间温度控制为：耐蚀层为70℃。
实施例4：
实施例4和实施例1的区别在于：所述过渡层的厚度为2mm，所述耐蚀层的厚度均为10mm。
所述过渡层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流920A，焊接电压28V，焊接速度17cm/min。层间温度控制为：过渡层220℃。
所述耐蚀层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流950A，焊接电压25V，焊接速度19cm/min。层间温度控制为：耐蚀层为50℃。
实施例5：
实施例5和实施例1的区别在于：所述过渡层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流920A，焊接电压28V，焊接速度17cm/min。层间温度控制为：过渡层130℃。
所述耐蚀层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流950A，焊接电压25V，焊接速度19cm/min。层间温度控制为：耐蚀层为50℃。
以上所述仅为本申请的优选实施例，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：具体包括以下步骤：
(1)对试件待堆焊面进行清理，对待堆焊面做100％磁粉检测；将检测合格的试件固定在变位机上，待堆焊面朝上；
(2)使用焊带与焊剂，用带极埋弧堆焊方法将过渡层堆焊在步骤(1)中的试件待堆焊面上，堆焊完毕后对过渡层做100％渗透检测；将检测合格的试件进行消应热处理；
(3)用带极埋弧堆焊方法将耐蚀层堆焊到步骤(2)中的过渡层表面，且过渡层的焊缝和耐蚀层的相互错开，堆焊完毕后对耐蚀层做100％渗透检测。
2.如权利要求1所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：步骤(1)中，所述清理试件待堆焊面指的是：将待堆焊面的铁锈、油污等污染物清理干净，并打磨光滑。
3.如权利要求1所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：步骤(2)中，所述过渡层的厚度大于2mm，所述焊带宽度为60mm。
4.如权利要求1所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：步骤(2)中，所述过渡层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流900～950A，焊接电压25～30V，焊接速度16～18cm/min；层间温度控制为：过渡层100℃～250℃。
5.如权利要求1所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：步骤(2)中，所述试件进行消应热处理，保温温度、保温时间、升温速度及降温速度按照标准NB/T47015-2011所要求进行操作。
6.如权利要求1所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：步骤(3)中，所述耐蚀层的厚度大于2mm。
7.如权利要求1所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：步骤(3)中，所述耐蚀层堆焊焊接工艺参数控制为：焊接电流930～980A，焊接电压25～0V，焊接速度17～20cm/min，层间温度控制为：耐蚀层≤100℃。
8.如权利要求1-7任一项所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：所述焊材选用：焊带牌号H276，其规格为0.5×60；焊剂牌号SJ86B，其规格为12-60目。
9.如权利要求1-7任一项所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：堆焊焊机选用：奥太zx7-1250s焊机。
10.如权利要求1-7任一项所述的N10276合金的带极埋弧堆焊方法，其特征在于：所述过渡层、耐蚀层堆焊过程中，焊道路线首先从最内层开始，按照逆时针进行焊接，每焊接完一圈后再向外焊接另一圈，且每一个焊接圈和相邻的焊接圈之间的焊缝都相互错开。
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