CN116851878A - 低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，该焊接方法包括：对低合金高强度钢管道的待焊接端部加工形成单边坡口；在钝边处焊一道预设厚度的焊道并融化钝边；在不锈钢波纹管的端部，每间隔预设焊肉间距堆焊一个预设焊肉长度的焊肉；采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接，对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷。本发明避免了不锈钢侧不会因为过热形成Cr分子向低合金高强度钢管侧快速移动，也使不锈钢波纹管侧来不及形成碳化铬，保证波纹管表面Cr大于12%，不会形成贫铬区也就不会形成晶间腐蚀，也不会使Q345B侧温度过高C迁移，保证了焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及检修冶金技术领域，具体而言，涉及一种低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法。
背景技术
目前，某项目中高炉炉本体外壳与钢结构立柱800mm距离之间有直径400mm*0.5mmSUS304不锈钢与直径450mm*20mmQ345B低合金高强度钢管道，需要对SUS304不锈钢与直径450mm*20mmQ345B低合金高强度钢管道进行焊接。
然而，SUS304不锈钢与直径450mm*20mmQ345B低合金高强度钢管道的焊接时，电流小，低合金高强度钢管焊接熔池温度低，无法焊接；电流大，不锈钢波纹管焊接时熔化成一个洞，导致波纹管整体报废；同时，管道介质为煤气，煤气中含氯离子，极易腐蚀焊缝，不锈钢易产生晶间腐蚀，氯离子伸入晶格间，造成焊缝开裂。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，旨在解决现有低合金高强度钢管道与超薄不锈钢波纹管焊接电流大使得不锈钢波纹管焊接时熔化成一个洞导致波纹管整体报废的问题。
本发明提出了一种低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，该焊接方法包括如下步骤：对低合金高强度钢管道的待焊接端部加工形成单边坡口，单边坡口角度修磨为预设夹角，钝边为预设长度；在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道，并融化钝边；在不锈钢波纹管的待焊接端部，采用堆焊方式，每间隔预设焊肉间距，堆焊一个预设焊肉长度的焊肉；对坡口面进行修磨平整，并在不锈钢波纹管与低合金高强度钢管之间留预设间隙宽度的间隙以进行拼装；采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接，并在焊接时，边焊接边对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，同时对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在所述在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道时，电流为80A～100A、焊接速度为180mm/min～350mm/min、气体流量为5ml～8ml，采用连续送丝焊接法，焊接时电弧向坡口上部提的动作。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在所述在不锈钢波纹管的待焊接端部，采用堆焊方方式，每间隔预设焊肉间距，堆焊一次预设焊肉长度的焊肉时，电流为50A～70A 、焊接速度为150mm/min～300mm/min 、气体流量为4ml～6ml ，采用间断送丝点焊法，送丝在电弧中间白色火焰三分一处，点焊时要有向后拖的动作。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在所述采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接时，每次焊接长度为50mm，间隔150mm，电流为70A～90A 、焊接速度为160mm/min～320mm/min 、气体流量为5ml～8ml ，当看到两边坡口形成0.5mm溶孔时，送丝于电弧中间白色火焰三分一处，均匀向前移动焊枪，焊接150mm焊缝时，在原焊缝前10mm左右的Q345B侧坡口引弧，原焊缝形成熔池再送丝焊接，焊接速度同送丝频次相配套，使焊缝颜色变成金黄色。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在所述在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道时，使用的钨极的尖度比焊接不锈钢波纹管待焊接端部使用的钨极时尖。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，所述预设夹角为50°，所述预设长度为5mm，所述预设厚度为1mm，所述预设焊肉间距为15mm，所述预设焊肉长度为5mm，所述预设间隙宽度为1mm。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在所述对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，同时对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷时，均采用高纯度氩气作为保护气。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，采用氩弧焊枪进行焊接。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在所述采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接时，采用的焊丝为不锈钢氩弧焊丝。
进一步地，上述低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，焊接时，采用小电流、快速焊、二层三道焊接的焊接方式进行焊接。
本发明提供的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道，并融化钝边，并在不锈钢波纹管的待焊接端部，采用堆焊方式，每间隔预设焊肉间距，堆焊一个预设焊肉长度的焊肉；对坡口面进行修磨平整，并在不锈钢波纹管与低合金高强度钢管之间留预设间隙宽度的间隙以进行拼装；最后，采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接，并在焊接时，边焊接边对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，同时对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷，这样避免不锈钢侧不会因为过热形成Cr分子向低合金高强度钢管侧快速移动，也使不锈钢波纹管侧来不及形成碳化铬，保证波纹管表面Cr大于12%，不会形成贫铬区也就不会形成晶间腐蚀，也不会使Q345B侧温度过高C迁移，保证了焊接质量，解决了现有低合金高强度钢管道与超薄不锈钢波纹管焊接电流大使得不锈钢波纹管焊接时熔化成一个洞导致波纹管整体报废的问题。同时，该方法还解决了焊接位置狭小、不同厚度的管道、不同材质的管道焊接难题，操作简单便捷，不锈钢侧防止Cr快速移动，用高纯度氩气进行冷却，同时防止Q345B钢C元素快速迁移，选择超低碳不锈钢焊丝，不锈钢侧焊缝金相组织不会变成马氏体而导致焊缝开裂。通过此方法不需要更换低合金高强度钢管道也能解决位置狭小异种金属无法焊接的难题，通过此方法达到高效、经济、省力目的。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法的流程框图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
参见图1，其为本发明实施例提供的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法的流程框图。如图所示，该低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法包括如下步骤：
步骤S1，对低合金高强度钢管道的待焊接端部加工形成单边坡口，单边坡口角度修磨为预设夹角，钝边为预设长度。
具体地，预设夹角为50°，预设长度为5mm，也就是说，对低合金高强度钢单边坡口进行修磨为50°，钝边为0.5mm。
步骤S2，在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道，并融化钝边。
具体地，预设厚度为1mm，也就是说，在低合金高强度钢单边坡口0.5mm钝边焊一道约1mm厚的焊道同时熔化钝边。并且，在在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道时，电流为80A～100A、焊接速度为180mm/min～350mm/min、气体流量为5ml～8ml，采用连续送丝焊接法，焊接时电弧向坡口上部提的动作，有利于焊缝与低合金高强度钢坡口圆滑过渡。同时，焊接低合金高强度钢钨极磨得稍尖一点，利于电弧温度集中。
步骤S3，在不锈钢波纹管的待焊接端部，采用堆焊方式，每间隔预设焊肉间距，堆焊一个预设焊肉长度的焊肉。
具体地，预设焊肉间距为15mm，预设焊肉长度为5mm，也就是说，US304不锈钢波纹管每隔15mm堆焊5mm焊肉。焊接不锈钢波纹管时钨极磨得不要太尖，利于电弧范围扩大，电流I=50A～70A 、焊接速度V=150mm/min～300mm/min 、气体流量为4ml～6ml ，采用间断送丝点焊法，送丝在电弧中间白色火焰三分一处，点焊时要有向后拖的动作，有利于新熔池重叠旧熔池多一点，不会烧穿波纹管的坡口边缘。
步骤S4，对坡口面进行修磨平整，并在不锈钢波纹管与低合金高强度钢管之间留预设间隙宽度的间隙以进行拼装。
具体地，预设间隙宽度为1mm。在一周焊完保证焊缝无缺陷，并对坡口面修磨平整US304不锈钢波纹管与Q345B低合金高强度钢管留1mm间隙拼装。焊接表面焊缝采用间断焊法，每次焊接长度50mm，间隔150mm，电流I= 70A～90A 、焊接速度V=160mm/min～320mm/min 、气体流量为5ml～8ml ，看到两边坡口形成0.5mm溶孔就送丝于电弧中间白色火焰三分一处，均匀向前移动焊枪；焊接150mm焊缝时，在原焊缝前10mm左右的Q345B侧坡口引弧，原焊缝形成熔池再送丝焊接，焊接速度同送丝频次相配套，使焊缝颜色变成金黄色。
步骤S5，采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接，并在焊接时，边焊接边对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，同时对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷。
具体地，采用小电流每次焊接50mm长，保留150mm长的间段焊接方法完成焊接，并边焊接边对不锈钢波纹管侧用高纯氩气高压力（流量15ml）冷却，同时对Q345B侧用高纯度氩气低压力（流量5ml）微冷，这样避免不锈钢侧不会因为过热形成Cr分子向低合金高强度钢管侧快速移动，也使不锈钢波纹管侧来不及形成碳化铬，保证波纹管表面Cr大于12%，不会形成贫铬区也就不会形成晶间腐蚀，也不会使Q345B侧温度过高C迁移，保证了焊接质量。焊接有对焊缝进行检查，核实是否满足预设条件，预设条件包括：焊缝宽窄一致、焊缝与母材圆滑过渡、焊缝表面颜色为金黄色或银白色、着色探伤检查焊缝表面无气孔、咬边等缺陷。
在本实施例中，为实现焊接空间小条件下的焊接，优选地，选用氩弧焊枪，小巧易操作；选技术好，身高1.6米以下，体重55-60公斤的焊工。
在本实施例中，不锈钢焊缝受到低合金高强度的合金元素稀释形成马氏体组织，使焊缝组织又脆又硬，极易产生裂纹，为避免焊缝裂纹的产生，优选地，采用点焊或间隙焊法（焊接5mm间隔15mm），使焊缝热量不易集中，便于热量散发。
在本实施例中，US304不锈钢与Q345B低合金高强度钢线膨胀系数（系数之比为14:17）不一样，使焊缝与母材的交界处（熔合线）容易开裂，为避免开裂，选择较为接近的两种钢性能的焊材，选择塑性较好的焊接材料，选择焊缝金属组织稳定性与两母材相适应，根据以上要求选择超低碳、镍铬含量稍高、韧性好的ER309L*Φ0.8不锈钢氩弧焊丝，选择高纯度氩气（99.999%）作为保护气体，并在焊接时选择焊接小电流、快速焊、二层三道焊接的焊接方法。
综上，本实施例提供的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道，并融化钝边，并在不锈钢波纹管的待焊接端部，采用堆焊方式，每间隔预设焊肉间距，堆焊一个预设焊肉长度的焊肉；对坡口面进行修磨平整，并在不锈钢波纹管与低合金高强度钢管之间留预设间隙宽度的间隙以进行拼装；最后，采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接，并在焊接时，边焊接边对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，同时对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷，这样避免不锈钢侧不会因为过热形成Cr分子向低合金高强度钢管侧快速移动，也使不锈钢波纹管侧来不及形成碳化铬，保证波纹管表面Cr大于12%，不会形成贫铬区也就不会形成晶间腐蚀，也不会使Q345B侧温度过高C迁移，保证了焊接质量，解决了现有低合金高强度钢管道与超薄不锈钢波纹管焊接电流大使得不锈钢波纹管焊接时熔化成一个洞导致波纹管整体报废的问题。同时，该方法还解决了焊接位置狭小、不同厚度的管道、不同材质的管道焊接难题，操作简单便捷，不锈钢侧防止Cr快速移动，用高纯度氩气进行冷却，同时防止Q345B钢C元素快速迁移，选择超低碳不锈钢焊丝，不锈钢侧焊缝金相组织不会变成马氏体而导致焊缝开裂。通过此方法不需要更换低合金高强度钢管道也能解决位置狭小异种金属无法焊接的难题，通过此方法达到高效、经济、省力目的。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
对低合金高强度钢管道的待焊接端部加工形成单边坡口，单边坡口角度修磨为预设夹角，钝边为预设长度；
在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道，并融化钝边；
在不锈钢波纹管的待焊接端部，采用堆焊方式，每间隔预设焊肉间距，堆焊一个预设焊肉长度的焊肉；
对坡口面进行修磨平整，并在不锈钢波纹管与低合金高强度钢管之间留预设间隙宽度的间隙以进行拼装；
采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接，并在焊接时，边焊接边对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，同时对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷。
2.根据权利要求1所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
在所述在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道时，电流为80A～100A、焊接速度为180mm/min～350mm/min、气体流量为5ml～8ml，采用连续送丝焊接法，焊接时电弧向坡口上部提的动作。
3.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
在所述在不锈钢波纹管的待焊接端部，采用堆焊方方式，每间隔预设焊肉间距，堆焊一次预设焊肉长度的焊肉时，电流为50A～70A 、焊接速度为150mm/min～300mm/min 、气体流量为4ml～6ml ，采用间断送丝点焊法，送丝在电弧中间白色火焰三分一处，点焊时要有向后拖的动作。
4.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
在所述采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接时，每次焊接长度为50mm，间隔150mm，电流为70A～90A 、焊接速度为160mm/min～320mm/min 、气体流量为5ml～8ml ，当看到两边坡口形成0.5mm溶孔时，送丝于电弧中间白色火焰三分一处，均匀向前移动焊枪，焊接150mm焊缝时，在原焊缝前10mm左右的Q345B侧坡口引弧，原焊缝形成熔池再送丝焊接，焊接速度同送丝频次相配套，使焊缝颜色变成金黄色。
5.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
在所述在低合金高强度钢管道的单边坡口的钝边处焊一道预设厚度的焊道时，使用的钨极的尖度比焊接不锈钢波纹管待焊接端部使用的钨极时尖。
6.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
所述预设夹角为50°，所述预设长度为5mm，所述预设厚度为1mm，所述预设焊肉间距为15mm，所述预设焊肉长度为5mm，所述预设间隙宽度为1mm。
7.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
在所述对不锈钢波纹管侧采用高压力冷却，同时对不锈钢波纹管侧采用低压力微冷时，均采用高纯度氩气作为保护气。
8.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，采用氩弧焊枪进行焊接。
9.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
在所述采用间段焊接法对表面焊缝进行焊接时，采用的焊丝为不锈钢氩弧焊丝。
10.根据权利要求1或2所述的低合金高强度钢管道与不锈钢波纹管焊接方法，其特征在于，
焊接时，采用小电流、快速焊、二层三道焊接的焊接方式进行焊接。
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