CN111822821A - 一种超级双相不锈钢的焊接方法及系统 - Google Patents

一种超级双相不锈钢的焊接方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种超级双相不锈钢的焊接方法及系统，涉及焊接领域，其中超级双相不锈钢的焊接方法包括以下步骤：在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口切角范围是50°～70°；在保护气体中利用焊材对焊层进行焊接，焊层包括：打底层和盖面层；对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106～109安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为74～96毫米/分钟，层间温度小于106摄氏度，气流量为8～10升/分钟；对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113～116安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为68～89毫米/分钟，层间温度小于84摄氏度，气流量为8～10升/分钟。本发明的焊接方法提高了焊接质量。本发明的超级双相不锈钢的焊接系统应用上述焊接方法。

Description

一种超级双相不锈钢的焊接方法及系统
技术领域
本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种超级双相不锈钢的焊接方法及系统。
背景技术
超级双相不锈钢即金相组织为奥氏体+铁素体，两相组织约各占50％左右，所以其兼具奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢的双重性能，具有良好的力学性能和耐腐蚀性能，具有极好的抗点腐蚀、应力腐蚀、缝隙腐蚀的能力，可用于条例恶劣，高温及强腐蚀介质的环境中，应用广泛。
而由于含有异种材料，焊接难度较大，在焊接过程中经常会出现合金元素的迁移、组织发生变化等现象，焊接质量低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超级双相不锈钢的焊接方法，以提高焊接质量。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
本发明提供一种超级双相不锈钢的焊接方法，包括以下步骤：在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口切角范围是50°～70°；在保护气体中利用焊材对焊层进行焊接，焊层包括：打底层和盖面层；对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106～109安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为74～96毫米/分钟，层间温度小于106摄氏度，气流量为8～10升/分钟；对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113～116安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为68～89毫米/分钟，层间温度小于84摄氏度，气流量为8～10升/分钟。
与现有技术相比，本发明的超级双相不锈钢的焊接方法，通过在不锈钢的焊接处设置坡口，对超级双相不锈钢进行焊接。并对打底层和该面层按照不同的工艺参数进行焊接，减少了第三项金属的产生，焊接质量高。
可选的，在在超级不锈钢的焊接处设置V形坡口之前，还包括：对V形坡口周围进行打磨和除油处理。
可选的，不锈钢的化学成分重量百分比为：C0.01～0.014％、Si0.1～0.24％、Mn0.5～0.77％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.98％、Ni1.8～6.91％、Mo0.5～3.81％、Cu0.1～0.24％、N0.1～0.27％、其余为Fe及不可避免的杂质。
可选的，焊材的化学成分重量百分比为：C0.01～0.017％、Si0.1～0.28％、Mn0.5～0.68％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.66％、Ni1.8～9.08％、Mo0.5～3.80％、Cu0.1～0.6％、N0.1～0.248％。
可选的，打底层的宽度h为1/4t～1/3t，其中t为不锈钢的厚度。
可选的，保护气体包括氩气。
本发明还提供一种超级双相不锈钢的焊接系统，包括：预处理模块，用于对V形坡口周围进行打磨和除油处理；加工模块，用于在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口切角范围是50°～70°；焊接模块，用于在保护气体中利用焊材对焊层进行焊接，焊层包括打底层和盖面层；对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106～109安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为74～96毫米/分钟，层间温度小于106摄氏度，气流量为8～10升/分钟；对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113～116安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为68～89毫米/分钟，层间温度小于84摄氏度，气流量为8～10升/分钟。
与现有技术相比，本发明的超级双相不锈钢的焊接系统的有益效果与本发明的超级双相不锈钢的焊接方法的有益效果相同，在此不再赘述。
可选的，不锈钢的化学成分重量百分比为：C0.01～0.014％、Si0.1～0.24％、Mn0.5～0.77％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.98％、Ni1.8～6.91％、Mo0.5～3.81％、Cu0.1～0.24％、N0.1～0.27％、其余为Fe及不可避免的杂质。
可选的，焊材的化学成分重量百分比为：C0.01～0.017％、Si0.1～0.28％、Mn0.5～0.68％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.66％、Ni1.8～9.08％、Mo0.5～3.80％、Cu0.1～0.6％、N0.1～0.248％。
可选的，打底层的宽度h为1/4t～1/3t，其中t为不锈钢的厚度。
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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的超级双相不锈钢的焊接方法流程图；
图2为本发明实施例提供的超级双相不锈钢的焊接系统的结构图。
附图标记：
100.预处理模块、200.加工模块、300.焊接模块。
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。
超级双相不锈钢在焊接过程中由于合金元素的迁移、组织发生变化等现象，会导致焊接过程中出现裂纹等，降低接头的力学性能和耐腐蚀性能。
针对上述技术问题，如图1所示，本发明实施例提供一种超级双相不锈钢的焊接方法，包括以下步骤：
S100、在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口切角范围是50°～70°；
S200、在保护气体中利用焊材对焊层进行焊接，焊层包括：打底层和盖面层；
S300、对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106～109安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为74～96毫米/分钟，层间温度小于106摄氏度，气流量为8～10升/分钟；
S400、对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113～116安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为68～89毫米/分钟，层间温度小于84摄氏度，气流量为8～10升/分钟。
在一种可能的实现方式中，采用牌号为UNS32750的超级双相不锈钢，厚度为6mm。
采用上述技术方案，本发明的超级双相不锈钢的焊接方法，通过在不锈钢的焊接处设置坡口，对超级双相不锈钢进行焊接。并对打底层和该面层按照不同的工艺参数进行焊接，减少了第三项金属的产生，焊接质量高。
在一种可能的实现方式，在在超级不锈钢的焊接处设置V形坡口之前，还包括：对V形坡口周围进行打磨和除油处理。
在本实施例中，焊接前对坡口及其周围25毫米内进行打磨和除油处理。
作为一种可能的实现方式，不锈钢的化学成分重量百分比为：C0.01～0.014％、Si0.1～0.24％、Mn0.5～0.77％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.98％、Ni1.8～6.91％、Mo0.5～3.81％、Cu0.1～0.24％、N0.1～0.27％、其余为Fe及不可避免的杂质。
在本实施例中，不锈钢的抗压强度为899σb/兆帕，条件屈服强度为736兆帕，硬度为269布氏硬度。
作为一种可能的实现方式，焊材的化学成分重量百分比为：C0.01～0.017％、Si0.1～0.28％、Mn0.5～0.68％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.66％、Ni1.8～9.08％、Mo0.5～3.80％、Cu0.1～0.6％、N0.1～0.248％。
在本实施例中，焊丝为ER2594，直径为2.4毫米。
作为一种可能的实现方式，保护气体包括氩气。
在本实施例中，采用的保护气体为纯度99.99％的氩气。
如图2所示，本发明实施例还提供一种超级双相不锈钢的焊接系统，包括：预处理模块100，用于对V形坡口周围进行打磨和除油处理；加工模块200，用于在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口切角范围是50°～70°；焊接模块300，用于在保护气体中利用焊材对焊层进行焊接，焊层包括打底层和盖面层；对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106～109安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为74～96毫米/分钟，层间温度小于106摄氏度，气流量为8～10升/分钟；对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113～116安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为68～89毫米/分钟，层间温度小于84摄氏度，气流量为8～10升/分钟。
作为一种可能的实现方式，不锈钢的化学成分重量百分比为：C0.01～0.014％、Si0.1～0.24％、Mn0.5～0.77％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.98％、Ni1.8～6.91％、Mo0.5～3.81％、Cu0.1～0.24％、N0.1～0.27％、其余为Fe及不可避免的杂质。
作为一种可能的实现方式，焊材的化学成分重量百分比为：C0.01～0.017％、Si0.1～0.28％、Mn0.5～0.68％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.66％、Ni1.8～9.08％、Mo0.5～3.80％、Cu0.1～0.6％、N0.1～0.248％。
作为一种可能的实现方式，打底层的宽度h为1/4t～1/3t，其中t为不锈钢的厚度。
本发明还提供如下实施例：
实施例1：
超级双相不锈钢的牌号为UNS32750，厚度为6毫米。
采用以下步骤和工艺进行焊接：
步骤1、对V形坡口周围进行打磨和除油处理。
步骤2、在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口角度为50°。
步骤3、采用氩弧焊对打底层进行焊接，采用单面焊双面成形，焊接打底层时焊缝反面采用99.99％氩气进行保护。打底层的宽度h为1.5毫米，对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106安培，焊接电压为11伏特，焊接速度为74毫米/分钟，层间温度100摄氏度，气流量为8升/分钟。
步骤4、对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113安培，焊接电压为11伏特，焊接速度为68毫米/分钟，层间温度为80摄氏度，气流量为8升/分钟。
步骤5、焊接后进行检验，其中包括100％射线无损检测、拉伸试验、点蚀试验和金相试验。
实施例2：
超级双相不锈钢的牌号为UNS32750，厚度为6毫米。
采用以下步骤和工艺进行焊接：
步骤1、对V形坡口周围进行打磨和除油处理。
步骤2、在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口角度为60°。
步骤3、采用氩弧焊对打底层进行焊接，采用单面焊双面成形，焊接打底层时焊缝反面采用99.99％氩气进行保护。打底层的宽度h为1.8毫米，对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为108安培，焊接电压为12伏特，焊接速度为85毫米/分钟，层间温度103摄氏度，气流量为9升/分钟。
步骤4、对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为114安培，焊接电压为12伏特，焊接速度为79毫米/分钟，层间温度为82摄氏度，气流量为9升/分钟。
步骤5、焊接后进行检验，其中包括100％射线无损检测、拉伸试验、点蚀试验和金相试验。
实施例3：
超级双相不锈钢的牌号为UNS32750，厚度为6毫米。
采用以下步骤和工艺进行焊接：
步骤1、对V形坡口周围进行打磨和除油处理。
步骤2、在不锈钢的焊接处加工V形坡口，V形坡口角度为70°。
步骤3、采用氩弧焊对打底层进行焊接，采用单面焊双面成形，焊接打底层时焊缝反面采用99.99％氩气进行保护。打底层的宽度h为2.0毫米，对打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为109安培，焊接电压为13伏特，焊接速度为96毫米/分钟，层间温度106摄氏度，气流量为10升/分钟。
步骤4、对盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为116安培，焊接电压为13伏特，焊接速度为89毫米/分钟，层间温度为84摄氏度，气流量为10升/分钟。
步骤5、焊接后进行检验，其中包括100％射线无损检测、拉伸试验、点蚀试验和金相试验。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超级双相不锈钢的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
在不锈钢的焊接处加工V形坡口，所述V形坡口切角范围是50°～70°；
在保护气体中利用焊材对焊层进行焊接，所述焊层包括：打底层和盖面层；
对所述打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106～109安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为74～96毫米/分钟，层间温度小于106摄氏度，气流量为8～10升/分钟；
对所述盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113～116安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为68～89毫米/分钟，层间温度小于84摄氏度，气流量为8～10升/分钟。
2.根据权利要求1所述的超级双相不锈钢的焊接方法，其特征在于，在所述在超级不锈钢的焊接处设置V形坡口之前，还包括：
对所述V形坡口周围进行打磨和除油处理。
3.根据权利要求1所述的超级双相不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述不锈钢的化学成分重量百分比为：C0.01～0.014％、Si0.1～0.24％、Mn0.5～0.77％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.98％、Ni1.8～6.91％、Mo0.5～3.81％、Cu0.1～0.24％、N0.1～0.27％、其余为Fe及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的超级双相不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述焊材的化学成分重量百分比为：C0.01～0.017％、Si0.1～0.28％、Mn0.5～0.68％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.66％、Ni1.8～9.08％、Mo0.5～3.80％、Cu0.1～0.6％、N0.1～0.248％。
5.根据权利要求1所述的超级双相不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述保护气体包括氩气。
6.根据权利要求1所述的超级双相不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述打底层的宽度h为1/4t～1/3t，其中t为不锈钢的厚度。
7.一种超级双相不锈钢的焊接系统，其特征在于，包括：
预处理模块，用于对所述V形坡口周围进行打磨和除油处理；
加工模块，用于在不锈钢的焊接处加工V形坡口，所述V形坡口切角范围是50°～70°；
焊接模块，用于在保护气体中利用焊材对焊层进行焊接，所述焊层包括打底层和盖面层；对所述打底层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为106～109安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为74～96毫米/分钟，层间温度小于106摄氏度，气流量为8～10升/分钟；对所述盖面层的焊接工艺控制参数为：焊接电流为113～116安培，焊接电压为11～13伏特，焊接速度为68～89毫米/分钟，层间温度小于84摄氏度，气流量为8～10升/分钟。
8.根据权利要求7所述的超级双相不锈钢的焊接系统，其特征在于，所述不锈钢的化学成分重量百分比为：C0.01～0.014％、Si0.1～0.24％、Mn0.5～0.77％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.98％、Ni1.8～6.91％、Mo0.5～3.81％、Cu0.1～0.24％、N0.1～0.27％、其余为Fe及不可避免的杂质。
9.根据权利要求7所述的超级双相不锈钢的焊接系统，其特征在于，所述焊材的化学成分重量百分比为：C0.01～0.017％、Si0.1～0.28％、Mn0.5～0.68％、P0.01～0.023％、S0～0.001％、Cr19.5～24.66％、Ni1.8～9.08％、Mo0.5～3.80％、Cu0.1～0.6％、N0.1～0.248％。
10.根据权利要求7所述的超级双相不锈钢的焊接系统，其特征在于，所述基底层的宽度h为1/4t～1/3t，其中t为不锈钢的厚度。
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