CN109483076B - 一种不锈钢焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种不锈钢焊接方法，包括以下步骤：先将需要焊接的不锈钢送入激光清洗机中进行清洗；采用切割机对不锈钢的焊接口进行切割，再使用千叶轮对切割后的焊接坡口进行打磨；将打磨后的不锈钢接口送到丙酮溶液中进行浸泡，然后对浸泡后的不锈钢进行预热。本发明所述的一种不锈钢焊接方法，首先，焊接前使用激光清理不锈钢表面的氧化层和油污，激光清理的速度比较快，而且清理比较均匀，并且采用较小线能量的多层多道次焊接，焊接试样焊缝位置的相比例均匀，焊接试样的各项性能良好，最后对不锈钢进行了预处理，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹，降低焊接应力，带来更好的使用前景。
Description
技术领域
本发明涉及不锈钢焊接领域，特别涉及一种不锈钢焊接方法。
背景技术
不锈钢指耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢，又称为不锈耐酸钢，是现代人们生活中常见的且常用的材料，现有的不锈钢物品大部分都是焊接成的，为了加快人们的焊接不锈钢的速度，人们针对不锈钢发明了不锈钢的焊接方法，随着科技的快速发展，人们对于不锈钢焊接方法的要求越来越高，导致现有的不锈钢焊接方法满足不了人们的要求。
现有的不锈钢焊接方法在使用时存在一定的弊端，首先，现有的不锈钢焊接方法焊接后的不锈钢接口处的耐腐蚀能力不强，时间一长会使得不锈钢之间松动，影响不锈钢产品的效果，容易造成意外，其次，现有的不锈钢焊接时不锈钢表面的氧化层清理不完全，焊接时内部容易产生气泡，焊接的效果不佳，最后，现有的不锈钢焊接方法不统一，经常会出现焊接后的不锈钢使用时间不长，强度不高等情况，不满足人们的使用要求，为此，我们提出一种不锈钢焊接方法。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种不锈钢焊接方法，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种不锈钢焊接方法，包括以下步骤：
(1)、先将需要焊接的不锈钢送入激光清洗机中进行清洗；
(2)、采用切割机对不锈钢的焊接口进行切割，再使用千叶轮对切割后的焊接坡口进行打磨；
(3)、将打磨后的不锈钢接口送到丙酮溶液中进行浸泡，然后对浸泡后的不锈钢进行预热；
(4)、采用等离子不填丝打底焊焊接预热后的不锈钢焊接坡口的底部，然后再采用氩弧焊填丝焊接焊接坡口的上半部分；
(5)、对焊接后的不锈钢成品进行检查；
(6)、对检查后的不锈钢进行热处理，然后对热处理后的不锈钢焊接口进行抛光。
优选的，所述步骤(1)中激光清洗机对不锈钢进行清洗时激光功率为300-500W，激光的重复频率为10kHz，激光清洗时转盘速度为30°/h。
优选的，所述步骤(2)中切割机采用光纤激光切割机，激光的功率为1200W，激光的切割速度为0.8m/min，切割后焊接坡口的单边坡口的角度为35-40度，切割后采用千叶轮对焊接坡口进行2-3次打磨。
优选的，所述步骤(3)中丙酮浸泡时间为20-30分钟，浸泡时采用不锈钢钢丝刷对不锈钢的焊接坡口和焊接坡口周边25-35mm的范围内进行刷洗：
优选的，所述步骤(3)中，采用氧-乙炔焰对不锈钢进行预热，不锈钢的预热温度控制在120-250摄氏度之间。
优选的，所述步骤(4)中，采用等离子不填丝打底焊时穿透坡口钝边，完成单面焊双面成型，采用氩弧焊填丝焊接时氩气的纯度在99.9％-100％之间，保护氮气纯度控制在99.5％-100％之间，氩气的含水量小于28-42mm/L，氩弧焊填丝焊接时焊接5-8次，每焊接一次后打磨一次焊接面。
优选的，所述步骤(5)中，焊接后对焊接后的不锈钢进行拉伸强度测试、显微硬度测试、X射线衍射物相分析和接头耐腐蚀性能测试。
优选的，所述步骤(6)中，不锈钢进行热处理时采用中性气氛加热炉中加热，加热速度控制在200-250℃/h，热处理时的温度为950-980℃，保温40-50分钟，热处理后采用冷水或者压缩空气对准覆层进行快速冷却，温度降低到425℃后再空气中冷却。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：该一种不锈钢焊接方法，
1、焊接前使用激光清理不锈钢表面的氧化层和油污，激光清理的速度比较快，而且清理比较均匀，能够完全除去不锈钢表面的氧化层，能够避免不锈钢焊接口的内部产生气泡，从而提高不锈钢的焊接效果；
2、采用较小线能量的多层多道次焊接，焊接试样焊缝位置的相比例均匀，焊接试样的各项性能良好，满足相关标准的要求在热处理后采用压缩空气对不锈钢进行冷却，保证了覆层的耐蚀能力，又对基层进行了消除应力处理并保证基层处于正火状态，提高了不锈钢的焊接效果；
3、采用Y形焊接坡口焊接不锈钢，采用两段分批焊接不锈钢，而且对不锈钢进行了预处理，而且预热能减缓焊后的冷却速度，有利于焊缝金属中扩散氢的逸出，避免产生氢致裂纹，同时也减少焊缝及热影响区的淬硬程度，提高了焊接接头的抗裂性，均匀地局部预热或整体预热，可以减少焊接区域被焊工件之间的温度差，可降低焊接应力，提高了不锈钢的焊接效果，预热可以降低焊接结构的拘束度，裂纹发生率下降，满足人们的要求，较为实用。
附图说明
图1为本发明一种不锈钢焊接方法的整体结构流程图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
实施例1
(1)、先将需要焊接的不锈钢送入激光清洗机中进行清洗，激光清洗机对不锈钢进行清洗时激光功率为300W，激光的重复频率为10kHz，激光清洗时转盘速度为30°/h。
(2)、采用切割机对不锈钢的焊接口进行切割，再使用千叶轮对切割后的焊接坡口进行打磨，切割机采用光纤激光切割机，激光的功率为1200W，激光的切割速度为0.8m/min，切割后焊接坡口的单边坡口的角度为35-40度，切割后采用千叶轮对焊接坡口进行3次打磨。
(3)、将打磨后的不锈钢接口送到丙酮溶液中进行浸泡，然后对浸泡后的不锈钢进行预热，丙酮浸泡时间为25分钟，浸泡时采用不锈钢钢丝刷对不锈钢的焊接坡口和焊接坡口周边32mm的范围内进行刷洗；采用氧-乙炔焰对不锈钢进行预热，不锈钢的预热温度控制在120-250摄氏度之间。
(4)、采用等离子不填丝打底焊焊接预热后的不锈钢焊接坡口的底部，然后再采用氩弧焊填丝焊接焊接坡口的上半部分，采用等离子不填丝打底焊时穿透坡口钝边，完成单面焊双面成型，采用氩弧焊填丝焊接时氩气的纯度为99.9％，保护氮气纯度控制为99.8％，氩气的含水量为30mm/L，氩弧焊填丝焊接时焊接6次，每焊接一次后打磨一次焊接面。
(5)、对焊接后的不锈钢成品进行检查，焊接后对焊接后的不锈钢进行拉伸强度测试、显微硬度测试、X射线衍射物相分析和接头耐腐蚀性能测试。
(6)、对检查后的不锈钢进行热处理，然后对热处理后的不锈钢焊接口进行抛光，不锈钢进行热处理时采用中性气氛加热炉中加热，加热速度控制在230℃/h，热处理时的温度为960℃，保温48分钟，热处理后采用压缩空气对准覆层进行快速冷却，温度降低到425℃后再空气中冷却。
实施例2
(1)、先将需要焊接的不锈钢送入激光清洗机中进行清洗，激光清洗机对不锈钢进行清洗时激光功率为400W，激光的重复频率为10kHz，激光清洗时转盘速度为30°/h。
(2)、采用切割机对不锈钢的焊接口进行切割，再使用千叶轮对切割后的焊接坡口进行打磨，切割机采用光纤激光切割机，激光的功率为1200W，激光的切割速度为0.8m/min，切割后焊接坡口的单边坡口的角度为35-40度，切割后采用千叶轮对焊接坡口进行3次打磨。
(3)、将打磨后的不锈钢接口送到丙酮溶液中进行浸泡，然后对浸泡后的不锈钢进行预热，丙酮浸泡时间为25分钟，浸泡时采用不锈钢钢丝刷对不锈钢的焊接坡口和焊接坡口周边32mm的范围内进行刷洗；采用氧-乙炔焰对不锈钢进行预热，不锈钢的预热温度控制在120-250摄氏度之间。
(4)、采用等离子不填丝打底焊焊接预热后的不锈钢焊接坡口的底部，然后再采用氩弧焊填丝焊接焊接坡口的上半部分，采用等离子不填丝打底焊时穿透坡口钝边，完成单面焊双面成型，采用氩弧焊填丝焊接时氩气的纯度为99.9％，保护氮气纯度控制为99.8％，氩气的含水量为30mm/L，氩弧焊填丝焊接时焊接6次，每焊接一次后打磨一次焊接面。
(5)、对焊接后的不锈钢成品进行检查，焊接后对焊接后的不锈钢进行拉伸强度测试、显微硬度测试、X射线衍射物相分析和接头耐腐蚀性能测试。
(6)、对检查后的不锈钢进行热处理，然后对热处理后的不锈钢焊接口进行抛光，不锈钢进行热处理时采用中性气氛加热炉中加热，加热速度控制在230℃/h，热处理时的温度为960℃，保温48分钟，热处理后采用压缩空气对准覆层进行快速冷却，温度降低到425℃后再空气中冷却。
实施例3
(1)、先将需要焊接的不锈钢送入激光清洗机中进行清洗，激光清洗机对不锈钢进行清洗时激光功率为500W，激光的重复频率为10kHz，激光清洗时转盘速度为30°/h。
(2)、采用切割机对不锈钢的焊接口进行切割，再使用千叶轮对切割后的焊接坡口进行打磨，切割机采用光纤激光切割机，激光的功率为1200W，激光的切割速度为0.8m/min，切割后焊接坡口的单边坡口的角度为35-40度，切割后采用千叶轮对焊接坡口进行3次打磨。
(3)、将打磨后的不锈钢接口送到丙酮溶液中进行浸泡，然后对浸泡后的不锈钢进行预热，丙酮浸泡时间为25分钟，浸泡时采用不锈钢钢丝刷对不锈钢的焊接坡口和焊接坡口周边32mm的范围内进行刷洗；采用氧-乙炔焰对不锈钢进行预热，不锈钢的预热温度控制在120-250摄氏度之间。
(4)、采用等离子不填丝打底焊焊接预热后的不锈钢焊接坡口的底部，然后再采用氩弧焊填丝焊接焊接坡口的上半部分，采用等离子不填丝打底焊时穿透坡口钝边，完成单面焊双面成型，采用氩弧焊填丝焊接时氩气的纯度为99.9％，保护氮气纯度控制为99.8％，氩气的含水量为30mm/L，氩弧焊填丝焊接时焊接6次，每焊接一次后打磨一次焊接面。
(5)、对焊接后的不锈钢成品进行检查，焊接后对焊接后的不锈钢进行拉伸强度测试、显微硬度测试、X射线衍射物相分析和接头耐腐蚀性能测试。
(6)、对检查后的不锈钢进行热处理，然后对热处理后的不锈钢焊接口进行抛光，不锈钢进行热处理时采用中性气氛加热炉中加热，加热速度控制在230℃/h，热处理时的温度为960℃，保温48分钟，热处理后采用压缩空气对准覆层进行快速冷却，温度降低到425℃后再空气中冷却。
选取四份同一批的不锈钢的进行标号，1-3号不锈钢按照实施例1-3的方法进行激光处理，4号用现有的方法处理，然后测量不锈钢表面铁元素和铬元素的含量，表1为四组不锈钢采用不同功率的激光对不锈钢处理相同时间对不锈钢表面铁元素和氧元素的影响，测试结果如下：
| 不锈钢(号) | 激光功率(W) | 铁元素含量(％) | 铬元素含量(％) |
| 1 | 300 | 33.24 | 7.59 |
| 2 | 400 | 23.16 | 15.06 |
| 3 | 500 | 20.86 | 19.32 |
| 4 | 0 | 28.32 | 12.86 |
由表1实验数据可知，本发明不锈钢焊接方法，焊接前使用激光清理不锈钢表面的氧化层和油污，激光清理的速度比较快，而且清理比较均匀，随着激光功率的不断增加，氧化层不断的减少，铬元素的含量不断的提高，但是激光功率提高到一定程度后会破坏不锈钢的基体，不锈钢基体中铬元素的的含量为14.94，表1数据对比后可知实施例2采用400W的激光处理不锈钢为最优的选择。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种不锈钢焊接方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)、先将需要焊接的不锈钢送入激光清洗机中进行清洗；
(2)、采用切割机对不锈钢的焊接口进行切割，再使用千叶轮对切割后的焊接坡口进行打磨；
(3)、将打磨后的不锈钢接口送到丙酮溶液中进行浸泡，然后对浸泡后的不锈钢进行预热，其中，丙酮浸泡时间为20-30分钟，浸泡时采用不锈钢钢丝刷对不锈钢的焊接坡口和焊接坡口周边25-35mm的范围内进行刷洗；采用氧-乙炔焰对不锈钢进行预热，不锈钢的预热温度控制在120-250摄氏度之间；
(4)、采用等离子不填丝打底焊焊接预热后的不锈钢焊接坡口的底部，然后再采用氩弧焊填丝焊接焊接坡口的上半部分；
(5)、对焊接后的不锈钢成品进行检查；
(6)、对检查后的不锈钢进行热处理，然后对热处理后的不锈钢焊接口进行抛光；不锈钢进行热处理时采用中性气氛加热炉中加热，加热速度控制在200-250℃/h，热处理时的温度为950-980℃，保温40-50分钟，热处理后采用压缩空气对准覆层进行快速冷却，温度降低到425℃后再空气中冷却。
2.根据权利要求1所述的一种不锈钢焊接方法，其特征在于：所述步骤(1)中激光清洗机对不锈钢进行清洗时激光功率为300-500W，激光的重复频率为10kHz，激光清洗时转盘速度为30°/h。
3.根据权利要求1所述的一种不锈钢焊接方法，其特征在于：所述步骤(2)中切割机采用光纤激光切割机，激光的功率为1200W，激光的切割速度为0.8m/min，切割后焊接坡口的单边坡口的角度为35-40度，切割后采用千叶轮对焊接坡口进行2-3次打磨。
4.根据权利要求1所述的一种不锈钢焊接方法，其特征在于：所述步骤(4)中，采用等离子不填丝打底焊时穿透坡口钝边，完成单面焊双面成型，采用氩弧焊填丝焊接时氩气的纯度在99.9％-100％之间，保护氮气纯度控制在99.5％-100％之间，氩气的含水量控制在28-42mm/L，氩弧焊填丝焊接时焊接5-8次，每焊接一次后打磨一次焊接面。
5.根据权利要求1所述的一种不锈钢焊接方法，其特征在于，所述步骤(5)中，焊接后对焊接后的不锈钢进行拉伸强度测试、显微硬度测试、X射线衍射物相分析和接头耐腐蚀性能测试。
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