CN109175621A - 一种奥氏体不锈钢的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种奥氏体不锈钢的焊接方法，焊接时通过焊丝对焊缝进行焊接，控制层间温度为150℃‑165℃，并控制热输入量为25.0‑34.7kJ/cm，焊接时对焊缝进行空气冷却且所述空气的流动方向与所述焊丝的焊接方向相反。通过严格控制层间温度以及焊接热输入量，并对焊缝进行强制空冷实现了焊接过程中避免热裂纹产生的技术效果；另外，通过空气冷却可促使焊缝全奥氏体化，满足焊缝外观和强度要求，有效提高了奥氏体不锈钢的焊接质量。

Description

一种奥氏体不锈钢的焊接方法
技术领域
本发明涉及不锈钢焊接技术领域，更具体的说是涉及一种奥氏体不锈钢的 焊接方法。
背景技术
目前，为解决城市污水处理过程中所产生的污泥等其它有机物，采用焚烧 技术，将污泥等其它有机物焚烧进行发电、供暖。焚烧污泥等其它有机物的设 备称之为焚烧炉，由于焚烧污泥所产生的烟气中的成分复杂，因此焚烧炉必须 具有很好的抗氧化性、耐腐蚀性以及良好的蠕变性能和耐高温性，高铬和镍奥 氏体不锈钢符合这一条件，所以用于制作焚烧炉筒体的材料一般选用铬和镍含 量较高的奥氏体不锈钢制作筒体。
奥氏体不锈钢特别是铬和镍含量较高的奥氏体不锈钢，受热输入量和层间 温度的限制，目前主要采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊的焊接方式，限制热输入 量和层间温度，控制热裂纹的产生；然而，采用钨极氩弧焊和焊条电弧焊虽然 能减小热输入量以及控制层间温度，但也不能完全解决焊接时热裂纹的产生， 同时由于钨极氩弧焊和焊条电弧焊生产效率低下、生产条件恶劣，严重制约着 奥氏体不锈钢的应用范围。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种奥氏体不锈钢的焊接方法，焊接时通过焊丝 对焊缝进行焊接，控制层间温度为150℃-165℃，并控制热输入量为 25.0-34.7kJ/cm，焊接时对焊缝进行空气冷却且所述空气的流动方向与所述焊丝 的焊接方向相反。
本发明的有益效果是：通过严格控制层间温度以及焊接热输入量，并对焊 缝进行强制空冷实现了焊接过程中避免热裂纹产生的技术效果；另外，通过空 气冷却可促使焊缝全奥氏体化，满足焊缝外观和强度要求，有效提高了奥氏体 不锈钢的焊接质量。
进一步的，焊接时的电流为650-680A，电压为32-34V。通过对电流和电压 的限定精确掌控层间温度以及热输入量，提高了温度、热输入量的控制精度。
进一步的，焊接采用单丝埋弧焊的焊接方式。
进一步的，焊接速度为40-50cm/min。
进一步的，所述空气冷却的空气为经过脱水、脱油以及干燥处理的压缩空 气。为保证焊缝的强度，冷却用空气需经过脱水、脱油处理，保证焊缝的质量。
优选的，所述压缩空气的流量为50L-60L/min。由于空气冷却速度过快易造 成焊缝断裂，焊接不牢固的问题，而空气冷却速度过慢则不能有效规避热裂缝 的形成，因此，本发明将压缩空气流量限定为50L-60L/min既可以有效规避热裂 缝的形成，又可以使焊缝强度符合标准。
进一步的，所述焊丝包括以下质量百分比的组分：0<C≤0.08；1.0≤Mn≤2.5； 0<Si≤0.65；0<S≤0.02；0<P≤0.025；25.0≤Cr≤28.0；20.0≤Ni≤22.5；0<Mo≤0.75； 其余为Fe。采用以上材料制成的焊丝，可以保证焊缝金属的化学成分与母材匹 配还能保证焊接接头的机械性能尤其是抗拉强度、屈服强度与母材匹配。
具体实施方式
下面将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奥氏体不锈钢的焊接方法，焊接时通过焊丝对焊 缝进行焊接，控制层间温度为150℃-165℃，并控制热输入量为25.0-34.7kJ/cm， 焊接时对焊缝进行空气冷却且所述空气的流动方向与所述焊丝的焊接方向相 反。
在本发明实施例中，焊接时的电流为650-680A，电压为32-34V。通过对电 流和电压的限定精确掌控层间温度以及热输入量，提高了温度、热输入量的控 制精度。
在本发明实施例中，焊接采用单丝埋弧焊的焊接方式。
在本发明实施例中，焊接速度为40-50cm/min。
在本发明实施例中，所述空气冷却的空气为经过脱水、脱油以及干燥处理 的压缩空气。
优选的，所述压缩空气的流量为50L-60L/min。由于空气冷却速度过快易造 成焊缝断裂，焊接不牢固的问题，而空气冷却速度过慢则不能有效规避热裂缝 的形成，因此，本发明将压缩空气流量限定为50L-60L/min既可以有效规避热裂 缝的形成，又可以使焊缝强度符合标准。
在本发明实施例中，所述焊丝包括以下质量百分比的组分：0<C≤0.08；1.0 ≤Mn≤2.5；0<Si≤0.65；0<S≤0.02；0<P≤0.025；25.0≤Cr≤28.0；20.0≤Ni≤ 22.5；0<Mo≤0.75；其余为Fe。
在本发明实施例中，焊接后产品可达到以下要求：焊缝部位的抗拉强度为：min580MPa，焊缝部位的屈服强度为：min495MPa，弯曲性能：在弯曲面上，在 任何方向上没有开裂。
实例1：焊接层间温度为150℃，电压：32V，焊接电流：650A，焊接速度： 40cm/min，焊接热量约为28.5kJ/cm，焊接时对焊缝同时进行强制空冷，气体流 量为50L/min。
焊后性能检测结果：对焊缝外观检验无热裂纹产生，焊接接头抗拉强度为605MPa，焊缝部位的屈服强度为525MPa，弯曲性能：在弯曲面上，在任何方 向上没有开裂。
实例2：焊接层间温度为165℃，电压：33V，焊接电流：670A，焊接速度： 45cm/min，焊接时对焊缝同时进行强制空冷，气体流量为55L/min。
焊后性能检测结果：对焊缝外观检验无热裂纹产生，焊接接头抗拉强度为600MPa，焊缝部位的屈服强度为505MPa，弯曲性能：在弯曲面上，在任何方 向上没有开裂。
实例3：焊接层间温度为160℃，电压：34V，焊接电流：680A，焊接速度： 50cm/min，焊接时对焊缝同时进行强制空冷，气体流量为60L/min。
焊后性能检测结果：对焊缝外观检验无热裂纹产生，焊接接头抗拉强度为605MPa，焊缝部位的屈服强度为535MPa，弯曲性能：在弯曲面上，在任何方 向上没有开裂。
实例4：焊接层间温度为165℃，电压：33V，焊接电流：680A，焊接速度： 40cm/min，焊接时对焊缝同时进行强制空冷，气体流量为60L/min。
焊后性能检测结果：对焊缝外观检验无热裂纹产生，焊接接头抗拉强度为615MPa，焊缝部位的屈服强度为525MPa，弯曲性能：在弯曲面上，在任何方 向上没有开裂。
本发明提供一种奥氏体不锈钢的焊接方法，通过严格控制层间温度、焊接 热输入量以及对焊缝进行强制空冷实现了避免热裂纹产生的技术效果，同时， 采用特殊材料制成的焊丝保证焊缝金属的化学成分与母材匹配还能保证焊接接 头的机械性能尤其是抗拉强度、屈服强度与母材匹配，得到优质的焊缝性能， 使焊缝在焊接过程中不再产生热裂纹并促使完全奥氏体化，满足焊缝外观和性 能要求，极大的提高了奥氏体不锈钢焊接的效率，扩大了奥氏体不锈钢的应用 范围。
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 (7)

1.一种奥氏体不锈钢的焊接方法，焊接时通过焊丝对焊缝进行焊接，其特征在于，控制层间温度为150℃-165℃，并控制热输入量为25.0-34.7kJ/cm，焊接时对焊缝进行空气冷却且所述空气的流动方向与所述焊丝的焊接方向相反。
2.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，焊接时的电流为650-680A，电压为32-34V。
3.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，焊接采用单丝埋弧焊的焊接方式。
4.根据权利要求3所述的一种奥氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，焊接速度为40-50cm/min。
5.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述空气冷却的空气为经过脱水、脱油以及干燥处理的压缩空气。
6.根据权利要求5所述的一种奥氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述压缩空气的流量为50L-60L/min。
7.根据权利要求1所述的一种奥氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述焊丝包括以下质量百分比的组分：0<C≤0.08；1.0≤Mn≤2.5；0<Si≤0.65；0<S≤0.02；0<P≤0.025；25.0≤Cr≤28.0；20.0≤Ni≤22.5；0<Mo≤0.75；其余为Fe。
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