CN116213890A - 一种用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于大板厚Cr‑Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，母材：30CrMo或20CrMo钢与2Cr13不锈钢对接焊接；焊材：选用Φ1.2的SLD312不锈钢焊丝；焊接工艺：应用MIG焊接方法，采用多层多道焊接，焊前打磨并预热100‑150℃，采用一元气体纯Ar焊接方法，氩气纯度≥99.9％，气体流量：9‑15L/min，电流：150‑220A，电压：18‑23V,热输入控制在0.6‑1.0J/mm，左焊法，层间温度不超过200℃。焊后进行加热150℃以上保温5min处理。通过匹配焊材、合适的焊接参数来保证Cr‑Mo钢与马氏体不锈钢焊接。生产率较高、焊缝质好、成本低、操作方便。

Description

一种用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法

技术领域

本发明涉及一种煤矿液压支架结构件的焊接技术，尤其涉及一种用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法。

背景技术

Cr-Mo钢是目前世界上广泛使用的热强钢。由于在低碳钢中加入了Cr、Mo等合金元素，大大提高了钢的综合性能。目前常用的厚板有30CrMo、20CrMo钢；

马氏体不锈钢具有高强度和耐蚀性，线膨胀系数大，热导率低，会产生较大的残余应力，在含碳量较高的马氏体不锈钢，空冷条件下淬硬倾向很大。焊缝及焊接热影响区的组织通常为硬而脆的高碳马氏体，含碳量越高，硬脆倾向越大。接头拘束度较大或氢含量越高时，易产生冷裂纹。该材质常用的有2Cr13等。

由于这两种材料的热导率和线膨胀系数相差较大，在异种钢焊接时难度大，且缺陷概率风险高，需要选择合适的焊材及严格的焊接工艺要求满足异种钢焊接。

现有技术中：

1)、目前采用TIG焊接是比较常见，广泛应用的一种焊接技术，是一种在非消耗性电极和部件之间产生热量的电弧焊接方式；其焊接坡口形式焊缝成型效果较差，存在未熔合、下凹、咬边等缺陷，同时焊缝余高不均匀,熔深浅，熔敷速度小，生产率较低。

2)、另外二元气体MAG焊接：采用80％Ar+20％CO₂气体MAG焊接,但熔合性及焊缝成型差，焊缝质量不好。

3)、其次在焊接面焊接一层含Ni成分的过渡层，可满足焊接性能，但成本高，操作复杂。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供了一种用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，包括：

母材：30CrMo或20CrMo钢与2Cr13不锈钢对接焊接；

焊材：选用SLD312不锈钢焊丝；

焊接工艺：应用MIG焊接方法，采用多层多道焊接，焊前打磨并预热，焊后进行加热保温处理。

与现有技术相比，本发明所提供的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，通过验证，匹配焊材、合适的焊接参数来保证Cr-Mo钢与马氏体不锈钢焊接，生产率较高、焊缝质好、成本低、操作方便。

具体实施方式

下面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，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。

首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：

术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。

本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

本发明的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，包括：

母材：30CrMo或20CrMo钢与2Cr13不锈钢对接焊接；

焊材：选用SLD312不锈钢焊丝；

焊接工艺：应用MIG焊接方法，采用多层多道焊接，焊前打磨并预热，焊后进行加热保温处理。

所述不锈钢焊丝直径Φ1.2。

所述MIG焊接方法，采用一元气体纯Ar焊接方法，氩气纯度≥99.9％，气体流量：9-15L/min，电流：150-220A，电压：18-23V,热输入控制在0.6-1.0J/mm，左焊法。

焊前打磨待焊区，预热100-150℃，焊接第一层，层间温度不超过200℃。

焊后在焊道Φ150范围内加热，保持150℃以上保温5min处理。

综上可见，本发明实施例的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，在异种金属Cr-Mo钢与马氏体不锈钢焊接时，由于这两种材料的热导率和线膨胀系数相差较大，相比同材质焊缝，异种钢材质焊缝发生开裂的风险要高一些，容易出现宏观偏析。通过验证，匹配焊材、合适的焊接参数来保证Cr-Mo钢与马氏体不锈钢焊接。生产率较高、焊缝质好、成本低、操作方便。

为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的进行详细描述。

实施例1

不锈钢焊缝与两种母材之间形成很大的温度梯度，高温区域受热伸长，热胀冷缩，形成拉应力及压应力。冷却速度过快，焊缝中的溶质元素来不及扩散，产生化学成分分布不均匀导致力学性能不均匀。异种钢焊接热影响区中的熔合区和过热区易在组织结构上通常是不连续的，容易形成应力集中，热裂纹的产生与偏析相关。直接使用手工电弧焊对工件进行焊接控制不了合金元素的扩散，容易造成开裂。利用焊前预热，焊后回火处理的工艺，使工件始终保持在一定温度范围内，使其缓冷，避免马氏体相变带来的组织应力。

本项目通过如下技术方案来实现的：

1)、母材：20CrMo钢与2Cr13不锈钢对接焊接；

焊材：选用SLD312不锈钢焊丝，保证焊缝金属的抗裂性能和力学性能；

2)、焊接工艺：应用MIG焊焊接的方法，焊前预热100-150℃，焊后进行加热保温处理；采用多层多道焊接，焊前打磨。

本发明进一步的改进在于：采用SLD312不锈钢焊丝，Φ1.2焊丝；一元气体，纯Ar焊接方法，氩气纯度≥99.9％，气体流量：9-15L/min，电流：150-220A，电压：18-23V,热输入控制在0.6-1.0J/mm，左焊法，利用手工焊或者机器人焊接进行多层多道焊接。

本发明进一步的改进在于：焊前打磨待焊区，采取预热100-150℃，焊接第一层，层间温度不超过200℃，选取较小的参数，在保证熔合好的情况下较快的焊速，尽量减少热量的输入，控制焊接变形，减少残余应力，焊后焊道Φ150范围内加热，保持150℃以上保温5min处理。

本发明的技术关键点：

(1)采用SLD312不锈钢焊丝，一元气体纯Ar焊接方法，气体流量：9-15L/min，电流：150-220A，电压：18-23V,热输入控制在0.6-1.0J/mm，左焊法，利用手工焊或者机器人焊接，不限直径焊丝型号进行多层多道焊接。

(2)焊前打磨待焊区，采取预热100-150℃，无需焊接含Ni成分过渡层，层间温度不超过200℃，选取较小的参数，在保证熔合好的情况下较快的焊速，尽量减少热量的输入，控制焊接变形，减少残余应力，焊后焊道Φ150范围内加热，保持150℃以上保温5min处理。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，包括：

母材：30CrMo或20CrMo钢与2Cr13不锈钢对接焊接；

焊材：选用SLD312不锈钢焊丝；

焊接工艺：应用MIG焊接方法，采用多层多道焊接，焊前打磨并预热，焊后进行加热保温处理。

2.根据权利要求1所述的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述不锈钢焊丝直径Φ1.2。

3.根据权利要求2所述的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，所述MIG焊接方法，采用一元气体纯Ar焊接方法，氩气纯度≥99.9％，气体流量：9-15L/min，电流：150-220A，电压：18-23V,热输入控制在0.6-1.0J/mm，左焊法。

4.根据权利要求3所述的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，焊前打磨待焊区，预热100-150℃，焊接第一层，层间温度不超过200℃。

5.根据权利要求4所述的用于大板厚Cr-Mo钢与马氏体不锈钢的焊接方法，其特征在于，焊后在焊道Φ150范围内加热，保持150℃以上保温5min处理。