CN109551108A - 一种不锈钢护栏的焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种一种不锈钢护栏的焊接工艺，包括下列步骤：A、制备坡口及坡口对接：B、打底焊接工序：C、填充焊接工序：D、盖面焊接工序：本发明的焊接工艺得到的焊接产品，最大拉伸力大，抗拉强度高，力学性能好；本发明的焊接工艺中坡口形式的设置，在保证良好力学性能的同时，节省了焊丝的使用，降低焊接能耗、大大降低了焊接成本、在很大程度上减少了焊接变形等。本发明的焊接工艺得到焊接产品的焊缝的抗拉强度高于母材的抗拉强度；耐腐蚀性能好，焊接质量高。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种不锈钢护栏的焊接工艺。
背景技术
护栏-这里说的是指工业用“防护栏”。护栏主要用于住宅、公路、商业区、公共场所等场合中对人身安全及设备设施的保护与防护。护栏在我们生活中处处可见。护栏根据高度的不同，每米长度的价格也会不同。
不锈钢(Stainless Steel)是不锈耐酸钢的简称，耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质或具有不锈性的钢种称为不锈钢；而将耐化学腐蚀介质(酸、碱、盐等化学浸蚀)腐蚀的钢种称为耐酸钢。
在不锈钢护栏加工或安装过程中，经常采用焊接，但是目前对于一些高品质要求的不锈钢护栏，目前的焊机工艺还存在力学性能较差，焊接材料(焊丝)消耗大，耐腐蚀性能较差，焊接缺陷较多等的问题，不能满足高品质不锈钢护栏的焊接要求。
基于上述情况，本发明提出了一种不锈钢护栏的焊接工艺，可有效解决以上问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种不锈钢护栏的焊接工艺。本发明的焊接工艺得到的焊接产品，最大拉伸力大，抗拉强度高，力学性能好；本发明的焊接工艺节省了焊丝的使用，降低焊接能耗、大大降低了焊接成本、在很大程度上减少了焊接变形等；本发明的焊接工艺得到焊接产品的焊缝的抗拉强度高于母材的抗拉强度；耐腐蚀性能好，焊接质量高。
本发明通过下述技术方案实现：
一种不锈钢护栏的焊接工艺，包括下列步骤：
A、制备坡口及坡口对接：
采用机加工设备制备截面呈直角梯形的坡口，所述直角梯形的下底b长度为不锈钢护栏型材的厚度；然后进行不锈钢护栏型材的坡口对接，对接时，所述直角梯形的上底a所在平面互相接触，控制间隙在0～0.2mm，并确认待焊接部位及边缘无缺陷；
B、打底焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的打底焊接，焊接时，激光功率控制在0.9～1.3kW，焊接电流控制在100～120A，焊接速度控制在250～300mm/min。
C、填充焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的填充焊接，焊接时，激光功率控制在0.7～1kW，焊接电流控制在150～180A，焊接速度控制在280～350mm/min。
D、盖面焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的盖面焊接，焊接时，激光功率控制在1.4～1.6kW，焊接电流控制在170～190A，焊接速度控制在150～160mm/min。
本发明的焊接工艺得到的焊接产品，最大拉伸力大，抗拉强度高，力学性能好；本发明的焊接工艺中坡口形式的设置，在保证良好力学性能的同时，节省了焊丝的使用，降低焊接能耗、大大降低了焊接成本、在很大程度上减少了焊接变形等。
本发明的焊接工艺得到焊接产品的焊缝的抗拉强度高于母材的抗拉强度；耐腐蚀性能好，焊接质量高。
优选的，所述截面呈直角梯形的坡口中所述直角梯形的上底a与下底b的长度之比为0.1～0.2：1。
优选的，所述截面呈直角梯形的坡口的坡度β为75～78°。
优选的，步骤B、C和D中，焊接时，钨极直径为3～3.5mm，氩气流量为8～12L/min，氩气纯度大于99.9％。
优选的，步骤B、C和D中，焊丝直径为0.8～1.2mm。
优选的，进行步骤B、C和D的焊接工序之间的时间间隔为35～50min。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明的焊接工艺得到的焊接产品，最大拉伸力大，抗拉强度高，力学性能好；本发明的焊接工艺中坡口形式的设置，在保证良好力学性能的同时，节省了焊丝的使用，降低焊接能耗、大大降低了焊接成本、在很大程度上减少了焊接变形等。
本发明的焊接工艺得到焊接产品的拉伸断裂位置在母材(不锈钢护栏型材)上，说明焊缝的抗拉强度高于母材的抗拉强度。
本发明的焊接产品的腐蚀速率低至1.26g/m2·h，耐腐蚀性能好。
在光学显微镜下观察本发明的焊接产品的焊缝的组织没有明显的气孔、未焊透、夹杂等缺陷存在，焊接质量高。
附图说明
图1为发明的焊接工艺中的坡口截面结构示意图；
图2为本发明对比例1中采用的坡口截面结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
下述实施例中所述试验方法或测试方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制备。
实施例1：
一种不锈钢护栏的焊接工艺，包括下列步骤：
A、制备坡口及坡口对接：
采用机加工设备制备截面呈直角梯形的坡口，所述直角梯形的下底b长度为不锈钢护栏型材的厚度；然后进行不锈钢护栏型材的坡口对接，对接时，所述直角梯形的上底a所在平面互相接触，控制间隙在0～0.2mm，并确认待焊接部位及边缘无缺陷；
B、打底焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的打底焊接，焊接时，激光功率控制在0.9～1.3kW，焊接电流控制在100～120A，焊接速度控制在250～300mm/min。
C、填充焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的填充焊接，焊接时，激光功率控制在0.7～1kW，焊接电流控制在150～180A，焊接速度控制在280～350mm/min。
D、盖面焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的盖面焊接，焊接时，激光功率控制在1.4～1.6kW，焊接电流控制在170～190A，焊接速度控制在150～160mm/min。
优选的，所述截面呈直角梯形的坡口中所述直角梯形的上底a与下底b的长度之比为0.1～0.2：1。
优选的，所述截面呈直角梯形的坡口的坡度β为75～78°。
优选的，步骤B、C和D中，焊接时，钨极直径为3～3.5mm，氩气流量为8～12L/min，氩气纯度大于99.9％。
优选的，步骤B、C和D中，焊丝直径为0.8～1.2mm。
优选的，进行步骤B、C和D的焊接工序之间的时间间隔为35～50min。
实施例2：
一种不锈钢护栏的焊接工艺，包括下列步骤：
A、制备坡口及坡口对接：
采用机加工设备制备截面呈直角梯形的坡口，所述直角梯形的下底b长度为不锈钢护栏型材的厚度；然后进行不锈钢护栏型材的坡口对接，对接时，所述直角梯形的上底a所在平面互相接触，控制间隙在0mm，并确认待焊接部位及边缘无缺陷；
B、打底焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的打底焊接，焊接时，激光功率控制在0.9kW，焊接电流控制在100A，焊接速度控制在250～300mm/min(实际焊接中无法精准控制到某一固定值，也没有必要控制到某一固定值，同理，下面写到的范围值也是类似情况)。
C、填充焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的填充焊接，焊接时，激光功率控制在0.7kW，焊接电流控制在150A，焊接速度控制在280～350mm/min。
D、盖面焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的盖面焊接，焊接时，激光功率控制在1.4kW，焊接电流控制在170A，焊接速度控制在150～160mm/min。
在本实施例中，所述截面呈直角梯形的坡口中所述直角梯形的上底a与下底b的长度之比为0.1：1。
在本实施例中，所述截面呈直角梯形的坡口的坡度β为75°。
在本实施例中，步骤B、C和D中，焊接时，钨极直径为3mm，氩气流量为8L/min，氩气纯度大于99.9％。
在本实施例中，步骤B、C和D中，焊丝直径为0.8mm。
在本实施例中，进行步骤B、C和D的焊接工序之间的时间间隔为35min。
实施例3：
一种不锈钢护栏的焊接工艺，包括下列步骤：
A、制备坡口及坡口对接：
采用机加工设备制备截面呈直角梯形的坡口，所述直角梯形的下底b长度为不锈钢护栏型材的厚度；然后进行不锈钢护栏型材的坡口对接，对接时，所述直角梯形的上底a所在平面互相接触，控制间隙在0mm，并确认待焊接部位及边缘无缺陷；
B、打底焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的打底焊接，焊接时，激光功率控制在1.3kW，焊接电流控制在120A，焊接速度控制在250～300mm/min。
C、填充焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的填充焊接，焊接时，激光功率控制在1kW，焊接电流控制在180A，焊接速度控制在280～350mm/min。
D、盖面焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的盖面焊接，焊接时，激光功率控制在1.6kW，焊接电流控制在190A，焊接速度控制在150～160mm/min。
在本实施例中，所述截面呈直角梯形的坡口中所述直角梯形的上底a与下底b的长度之比为0.2：1。
在本实施例中，所述截面呈直角梯形的坡口的坡度β为78°。
在本实施例中，步骤B、C和D中，焊接时，钨极直径为3.5mm，氩气流量为12L/min，氩气纯度大于99.9％。
在本实施例中，步骤B、C和D中，焊丝直径为1.2mm。
在本实施例中，进行步骤B、C和D的焊接工序之间的时间间隔为50min。
实施例4：
一种不锈钢护栏的焊接工艺，包括下列步骤：
A、制备坡口及坡口对接：
采用机加工设备制备截面呈直角梯形的坡口，所述直角梯形的下底b长度为不锈钢护栏型材的厚度；然后进行不锈钢护栏型材的坡口对接，对接时，所述直角梯形的上底a所在平面互相接触，控制间隙在0mm，并确认待焊接部位及边缘无缺陷；
B、打底焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的打底焊接，焊接时，激光功率控制在1kW，焊接电流控制在110A，焊接速度控制在250～300mm/min。
C、填充焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的填充焊接，焊接时，激光功率控制在0.8kW，焊接电流控制在160A，焊接速度控制在280～350mm/min。
D、盖面焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的盖面焊接，焊接时，激光功率控制在1.5kW，焊接电流控制在180A，焊接速度控制在150～160mm/min。
在本实施例中，所述截面呈直角梯形的坡口中所述直角梯形的上底a与下底b的长度之比为0.15：1。
在本实施例中，所述截面呈直角梯形的坡口的坡度β为76°。
在本实施例中，步骤B、C和D中，焊接时，钨极直径为3.4mm，氩气流量为11L/min，氩气纯度大于99.9％。
在本实施例中，步骤B、C和D中，焊丝直径为1mm。
在本实施例中，进行步骤B、C和D的焊接工序之间的时间间隔为40min。
对比例1
与实施例4的区别在于，截面为直角梯形的坡口用截面为直角三角形的坡口，其他与实施例4相同，截面参考附图2。
对比例2
与实施例4的区别在于，所述截面呈直角梯形的坡口中所述直角梯形的上底a与下底b的长度之比为0.3：1，其他与实施例4相同。
对比例3
与实施例4的区别在于，采用普通的钨极氩弧焊接工艺完成步骤B、C和D的焊接工序，其他与实施例4相同。
下面对本发明实施例2至实施例4、对比例1至对比例3焊接得到的产品进行性能测试，测试结果如表1所示：
表1
| 性能 | 最大拉伸力(25℃) | 抗拉强度(25℃) |
| 测试标准 | GB2649-1989 | GB2649-1989 |
| 实施例2 | 3.68 | 745 |
| 实施例3 | 3.76 | 751 |
| 实施例4 | 3.79 | 755 |
| 对比例1 | 3.78 | 757 |
| 对比例2 | 2.85 | 674 |
| 对比例3 | 2.73 | 668 |
从上表可以看出，本发明的焊接工艺得到的焊接产品，最大拉伸力大，抗拉强度高，力学性能好；由实施例4和对比例1可知，本发明的焊接工艺中坡口形式的设置，在保证良好力学性能的同时，节省了焊丝的使用，降低焊接能耗、大大降低了焊接成本、在很大程度上减少了焊接变形等。
此外，在拉伸试验中发现，实施例2至实施例4得到焊接产品的拉伸断裂位置在母材(不锈钢护栏型材)上，说明焊缝的抗拉强度高于母材的抗拉强度，在耐腐蚀评价方面，本发明采用周期浸润腐蚀试验进行实际测量，以下为试验条件：试验温度45±2℃，试验湿度70±5RH，腐蚀溶液5％NaCl+0.2％Na2S2O8，循环周期每一循环周期60±3min，其中浸润时间12±1.5min，试验时间48h，测得本发明的焊接产品的腐蚀速率低至1.26g/m2·h。
在光学显微镜下观察本发明的焊接产品的焊缝的组织没有明显的气孔、未焊透、夹杂等缺陷存在，焊接质量高。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种不锈钢护栏的焊接工艺，其特征在于，包括下列步骤：
A、制备坡口及坡口对接：
采用机加工设备制备截面呈直角梯形的坡口，所述直角梯形的下底b长度为不锈钢护栏型材的厚度；然后进行不锈钢护栏型材的坡口对接，对接时，所述直角梯形的上底a所在平面互相接触，控制间隙在0～0.2mm，并确认待焊接部位及边缘无缺陷；
B、打底焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的打底焊接，焊接时，激光功率控制在0.9～1.3kW，焊接电流控制在100～120A，焊接速度控制在250～300mm/min。
C、填充焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的填充焊接，焊接时，激光功率控制在0.7～1kW，焊接电流控制在150～180A，焊接速度控制在280～350mm/min。
D、盖面焊接工序：
选用材质成分接近不锈钢护栏型材的焊丝，采用激光-钨极氩弧焊进行不锈钢护栏型材之间的盖面焊接，焊接时，激光功率控制在1.4～1.6kW，焊接电流控制在170～190A，焊接速度控制在150～160mm/min。
2.根据权利要求1所述的不锈钢护栏的焊接工艺，其特征在于：步骤A中，所述截面呈直角梯形的坡口中所述直角梯形的上底a与下底b的长度之比为0.1～0.2：1。
3.根据权利要求1所述的不锈钢护栏的焊接工艺，其特征在于：步骤A中，所述截面呈直角梯形的坡口的坡度β为75～78°。
4.根据权利要求1所述的不锈钢护栏的焊接工艺，其特征在于：步骤B、C和D中，焊接时，钨极直径为3～3.5mm，氩气流量为8～12L/min，氩气纯度大于99.9％。
5.根据权利要求1所述的不锈钢护栏的焊接工艺，其特征在于：步骤B、C和D中，焊丝直径为0.8～1.2mm。
6.根据权利要求1所述的不锈钢护栏的焊接工艺，其特征在于：进行步骤B、C和D的焊接工序之间的时间间隔为35～50min。
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