CN116765672A - 09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法 - Google Patents
09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116765672A CN116765672A CN202310936955.7A CN202310936955A CN116765672A CN 116765672 A CN116765672 A CN 116765672A CN 202310936955 A CN202310936955 A CN 202310936955A CN 116765672 A CN116765672 A CN 116765672A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- groove
- 09mnnidr
- less
- thickness
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 140
- 238000003672 processing method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 27
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 34
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 14
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 13
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 12
- 238000005496 tempering Methods 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 8
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 claims description 7
- 238000011084 recovery Methods 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000011534 incubation Methods 0.000 claims description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 239000010953 base metal Substances 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000004021 metal welding Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000003856 thermoforming Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/16—Arc welding or cutting making use of shielding gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/18—Submerged-arc welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K9/00—Arc welding or cutting
- B23K9/235—Preliminary treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Arc Welding In General (AREA)
Abstract
09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法。传统封头制造工艺因焊缝置换的存在，使得工艺复杂、生产周期长、综合成本高、封头的尺寸精度不易控制。本发明包括：两块钢板，两块所述的钢板对拼形成X型坡口，所述的X型坡口是由深侧V型坡口、浅侧V型坡口和中间直坡口组成，所述的深侧V型坡口两坡面的夹角大于等于所述的浅侧V型坡口两坡面的夹角。本发明用于09MnNiDR封头拼接的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及金属材料的焊接领域，具体涉及一种09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法。
背景技术
09MnNiDR是一种适用于工作温度为-70℃以上低温压力容器用钢板，广泛应用于吸收塔、闪蒸塔低温储罐等石油化工领域设备的筒体和封头等部位。对于封头尺寸较大无法采用一张钢板制造完成的封头，需要对两块或者两块以上钢板进行拼接。传统的09MnNiDR拼接封头主要制造过程为：两块或者两块以上钢板的焊接拼接→拼接板的热成型→恢复性能热处理（正火热处理+回火热处理）→去除拼接焊缝→重新焊接→与壳体焊接完成后进行焊后消应力热处理。为描述方便，将去除焊缝和重新焊接的整个过程称之为“焊缝置换”。
焊缝置换的目的主要是解决原拼接焊缝经历正火热处理后，焊接接头性能无法满足冲击和拉伸等性能要求的问题。传统封头制造工艺因焊缝置换的存在，使得工艺复杂、生产周期长、综合成本高、封头的尺寸精度不易控制。
发明内容
本发明的目的是解决上述存在的问题，提供一种09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法。
上述的目的通过以下的技术方案实现：
一种09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，其组成包括两块钢板，两块所述的钢板对拼形成X型坡口，所述的X型坡口是由深侧V型坡口、浅侧V型坡口和中间直坡口组成，所述的深侧V型坡口两坡面的夹角大于等于所述的浅侧V型坡口两坡面的夹角。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，所述的钢板的厚度为T，T≤30mm时，所述的浅侧坡口的深度为10±2mm。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，所述的钢板的厚度为T，T＞30mm时，所述的浅侧坡口的深度为1/3T。
一种09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，该方法包括如下步骤：
（1）加工封头坡口，并对坡口进行100%MT检测，将检测合格的试件平放，点焊装配；
（2）采用焊条电弧焊方法焊接深侧坡口至10-12mm；
（3）采用埋弧焊方法焊接深侧坡口至一半，背面采用碳弧气刨清根，预热60℃以上，并打磨后，采用埋弧焊方法焊妥浅坡口侧，再焊满深坡口侧；
（4）对热成型后的封头进行恢复性能热处理，包括正火热处理+回火热处理，通过正火及回火后快速冷却，以细化晶粒；
（5）与壳体焊接完成后进行焊后消应力热处理。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，所述的采用焊条电弧焊方法焊前预热10℃，焊接过程中控制层间温度10-150℃。焊接时，采用平焊位置，焊条电弧焊焊条直径3.2mm和4.0mm。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，所述的采用埋弧焊方法焊丝直径Ф3.2mm，焊前预热10℃，焊接过程中控制层间温度10-150℃。焊接时，采用平焊位置，电流420-450A，电压30-33V，焊接速度45cm/min。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，正火热处理温度890℃±15℃，保温时间按厚度计算，1.2min/mm且≮15min，然后出炉水冷。回火热处理温度645℃±15℃，保温时间按厚度计算，2.4min/mm且≮30min，然后出炉空冷。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，所述的焊后消应力热处理温度590℃±15℃，保温时间按厚度计算，厚度≤50mm时：保温时间为T×2.4min/mm且≮15min，厚度＞50mm时：保温时间为120min+(50-T)×0.6min，然后炉冷。进出炉温度要求≤400℃，升温速度要求≤5500/厚度（℃/h），且不大于220℃/h但不必小于55℃/h，降温速度要求≤7000/厚度（℃/h），且不大于220℃/h但不必小于55℃/h。
有益效果
1.本发明采用X型坡口，根据厚度而改变角度的X形坡口填充量更小，节省焊材的同时也减少了坡口的变形程度，同时也更便于加工。
2.本发明通过采用优化的焊接及热处理工艺方法，合理的焊接材料匹配方案，优化的坡口形式，解决了09MnNiDR对接焊缝经历正火后性能不满足要求而采用去除焊缝再重新焊接，导致效率降低、成本增高、质量下降的问题，采用适宜的电流参数，尽可能降低热输入的同时保证得到成型美观且无缺陷的焊缝。
3.本发明通过严格控制层间温度避免焊缝晶粒粗大，焊后通过正火加速冷却细化晶粒，提高焊缝及母材的力学性能，根据不同厚度设计相应坡口形式，可最大限度提高效率，节约焊接材料。
附图说明
附图1是20≤T≤30mm时焊接坡口的结构示意图；
附图2是30＜T≤50mm时焊接坡口的结构示意图；
附图3是50＜T≤75mm时焊接坡口的结构示意图；
附图4是75＜T≤100mm时焊接坡口的结构示意图；
附图5是正火热处理曲线图；
附图6是回火热处理曲线图；
附图7是去应力退火热处理曲线图。
具体实施方式
一种09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，其组成包括两块钢板，两块所述的钢板对拼形成X型坡口，所述的X型坡口是由深侧V型坡口、浅侧V型坡口和中间直坡口组成，所述的深侧V型坡口两坡面的夹角大于等于所述的浅侧V型坡口两坡面的夹角。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，所述的钢板的厚度为T，T≤30mm时，所述的浅侧坡口的深度为10±2mm。
所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，所述的钢板的厚度为T，T＞30mm时，所述的浅侧坡口的深度为1/3T。
一种09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，该方法包括如下步骤：
（1）加工封头坡口，并对坡口进行100%MT检测，将检测合格的试件平放，点焊装配，与传统的双U形坡口相比，根据厚度而改变角度的X形坡口填充量更小，节省焊材的同时也减少了坡口的变形程度，同时也更便于加工；
（2）采用焊条电弧焊方法焊接深侧坡口至10-12mm，选用焊条成分如表2所示。
焊前预热10℃，焊接过程中控制层间温度10-150℃。焊接时，采用平焊位置，焊条电弧焊焊条直径3.2mm和4.0mm，具体工艺参数如表1所示；
（3）采用埋弧焊方法焊接深侧坡口至一半，背面采用碳弧气刨清根，预热60℃以上，并打磨后，采用埋弧焊方法焊妥浅坡口侧，再焊满深坡口侧，选用埋弧焊焊丝及匹配焊剂，焊丝直径Ф3.2mm。焊丝化学成分成分如表2，焊剂为匹配焊剂。焊前预热10℃，焊接过程中控制层间温度10-150℃。焊接时，采用平焊位置，电流420-450A，电压30-33V，焊接速度45cm/min。
焊接时焊接规范参数和焊接材料如表1所示；
采用适宜的电流参数，尽可能降低热输入的同时保证得到成型美观且无缺陷的焊缝；
（4）对热成型后的封头进行恢复性能热处理，包括正火热处理+回火热处理，正火热处理温度890℃±15℃，保温时间按厚度计算，1.2min/mm且≮15min，然后出炉水冷。回火热处理温度645℃±15℃，保温时间按厚度计算，2.4min/mm且≮30min，然后出炉空冷。热处理曲线如图5图6所示，通过正火及回火后快速冷却，以细化晶粒，增加焊缝和母材的力学性能；
（5）与壳体焊接完成后进行焊后消应力热处理，焊后消应力热处理温度590℃±15℃，保温时间按厚度计算，厚度≤50mm时：保温时间为T(厚度)×2.4min/mm且≮15min，厚度＞50mm时：保温时间为120min+(50-T)×0.6min，然后炉冷。进出炉温度要求≤400℃，升温速度要求≤5500/厚度（℃/h），且不大于220℃/h但不必小于55℃/h，降温速度要求≤7000/厚度（℃/h），且不大于220℃/h但不必小于55℃/h，如图7所示。
Claims (8)
1.一种09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，其特征是：其组成包括两块钢板，两块所述的钢板对拼形成X型坡口，所述的X型坡口是由深侧V型坡口、浅侧V型坡口和中间直坡口组成，所述的深侧V型坡口两坡面的夹角大于等于所述的浅侧V型坡口两坡面的夹角。
2.根据权利要求1所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，其特征是：所述的钢板的厚度为T，T≤30mm时，所述的浅侧坡口的深度为10±2mm。
3.根据权利要求1所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口，其特征是：所述的钢板的厚度为T，T＞30mm时，所述的浅侧坡口的深度为1/3T。
4.一种权利要求1-3之一所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
（1）加工封头坡口，并对坡口进行100%MT检测，将检测合格的试件平放，点焊装配；
（2）采用焊条电弧焊方法焊接深侧坡口至10-12mm；
（3）采用埋弧焊方法焊接深侧坡口至一半，背面采用碳弧气刨清根，预热60℃以上，并打磨后，采用埋弧焊方法焊妥浅坡口侧，再焊满深坡口侧；
（4）对热成型后的封头进行恢复性能热处理，包括正火热处理+回火热处理，通过正火及回火后快速冷却，以细化晶粒；
（5）与壳体焊接完成后进行焊后消应力热处理。
5.根据权利要求4所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，其特征是：所述的采用焊条电弧焊方法焊前预热10℃，焊接过程中控制层间温度10-150℃。焊接时，采用平焊位置，焊条电弧焊焊条直径3.2mm和4.0mm。
6.根据权利要求4所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，其特征是：所述的采用埋弧焊方法焊丝直径Ф3.2mm，焊前预热10℃，焊接过程中控制层间温度10-150℃。焊接时，采用平焊位置，电流420-450A，电压30-33V，焊接速度45cm/min。
7.根据权利要求4所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，其特征是：正火热处理温度890℃±15℃，保温时间按厚度计算，1.2min/mm且≮15min，然后出炉水冷。回火热处理温度645℃±15℃，保温时间按厚度计算，2.4min/mm且≮30min，然后出炉空冷。
8.根据权利要求4所述的09MnNiDR封头拼接的焊接坡口的焊接、处理方法，其特征是：所述的焊后消应力热处理温度590℃±15℃，保温时间按厚度计算，厚度≤50mm时：保温时间为T×2.4min/mm且≮15min，厚度＞50mm时：保温时间为120min+(50-T)×0.6min，然后炉冷。进出炉温度要求≤400℃，升温速度要求≤5500/厚度（℃/h），且不大于220℃/h但不必小于55℃/h，降温速度要求≤7000/厚度（℃/h），且不大于220℃/h但不必小于55℃/h。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310936955.7A CN116765672A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310936955.7A CN116765672A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116765672A true CN116765672A (zh) | 2023-09-19 |
Family
ID=88013506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310936955.7A Pending CN116765672A (zh) | 2023-07-28 | 2023-07-28 | 09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116765672A (zh) |
-
2023
- 2023-07-28 CN CN202310936955.7A patent/CN116765672A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109759699B (zh) | 一种5083铝合金激光焊接工艺方法 | |
| CN100450689C (zh) | 水轮发电机转子支架裂纹补焊方法 | |
| CN108788385B (zh) | 以q345r低合金钢为基层、904l不锈钢为复层的不锈钢复合板焊接方法 | |
| CN106312317A (zh) | 中等厚度铝镁合金焊接方法 | |
| CN105479119A (zh) | 一种5m级贮箱球形瓜瓣的成形工艺 | |
| CN111545918B (zh) | 焊接或增材修复区域的激光抛光与激光冲击强化制造方法 | |
| CN112453656A (zh) | 一种薄壁厚高强度钢板的焊接方法 | |
| CN111347131A (zh) | 一种clf-1与316l异种钢tig焊接方法 | |
| CN105643077B (zh) | 一种铝合金工件的点焊工艺方法 | |
| CN116765672A (zh) | 09MnNiDR封头拼接的焊接坡口及焊接、处理方法 | |
| CN110711924A (zh) | 适用于降低钛合金tig焊环缝气孔缺陷的方法 | |
| CN101664848B (zh) | 一种热剪切模具的剪切刃堆焊工艺 | |
| CN109570766B (zh) | 一种铝合金板材焊接方法 | |
| CN113828924A (zh) | 一种k438高温合金焊接方法 | |
| CN110918864A (zh) | 一种十字轴锻件的锻造方法 | |
| CN110791624A (zh) | 一种不锈钢复合板带在线退火方法 | |
| CN108637430B (zh) | 异种金属摆动电弧窄间隙多层多道非对称电流焊接方法 | |
| CN105252109A (zh) | 30CrMnSiA焊接结构件成品焊缝裂纹补焊法 | |
| CN110744259A (zh) | 一种火电机组用高压主汽阀门密封面的梯度修复方法 | |
| CN104439642A (zh) | 一种适用于4～6mm板厚的铝及其合金惰性气体保护焊焊接工艺 | |
| CN108568610A (zh) | 采用水射流提高钢材焊接性能的方法及其焊接方法 | |
| CN105057907A (zh) | 超大直径金刚石圆锯片基体的拼装焊接工艺 | |
| CN109202220B (zh) | 一种冷却水套、滚轴的制作方法、滚轴及镀膜设备 | |
| CN117139779A (zh) | 一种法兰锻件厚板对接焊工艺 | |
| CN117548926A (zh) | 一种太阳能光伏电池片用串焊装置及其焊接方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |