CN117548874A - 焊接方法、及湿气介质压缩机的导流嵌件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种焊接方法、及湿气介质压缩机的导流嵌件。该焊接方法用于湿气介质压缩机的导流嵌件的焊接，方法包括：对待焊接的导流嵌件进行预热处理，使预热的导流嵌件的温度到达第一温度区间内；对预热的导流嵌件进行焊接；对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，所述焊后热处理包括保温温度大于或等于610℃的热处理、以及保温温度大于或等于590℃的热处理。该方法可以实现不锈钢的导流嵌件的焊接。
Description
技术领域
本申请涉及机械技术领域，尤其涉及一种焊接方法、及湿气介质压缩机的导流嵌件。
背景技术
湿气介质压缩机可以应用于复合气体加工等领域中，这种压缩机中设置有导流嵌件，该导流嵌件用于对气体进行导流，以控制气体的流向。现有的导流嵌件因为其结构固有的限制，导致焊缝处的操作空间有限，对于低温马氏体不锈钢材质的导流嵌件无法进行焊接。
发明内容
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种焊接方法、及湿气介质压缩机的导流嵌件，以解决现有的焊接方法无法对低温马氏体不锈钢材质的导流嵌件进行焊接的问题。
根据本申请实施例的第一方面，提供了一种焊接方法，方法用于湿气介质压缩机的导流嵌件的焊接，方法包括：对待焊接的导流嵌件进行预热处理，使预热的导流嵌件的温度到达第一温度区间内；对预热的导流嵌件进行焊接；对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，焊后热处理包括保温温度大于或等于610℃的热处理、以及保温温度大于或等于590℃的热处理。
可选地，导流嵌件的材料为04Cr13Ni5Mo，第一温度区间为80℃到150℃。
可选地，对预热的导流嵌件进行焊接，包括：使用填充材料对处于第一温度区间的导流嵌件的焊缝进行填充，并进行多层焊接，其中，焊接使用氩气保护，在多层焊接过程中，控制层间温度满足第二温度区间，且控制热输入小于或等于4.98KJ/mm。
可选地，第二温度区间小于或等于150℃。
可选地，填充材料包括Thermanit 13/04Si，和/或，氩气的气体百分比为99.99％。
可选地，控制热输入小于或等于4.98KJ/mm，包括：在焊接过程中，检测对焊缝的热输入；若热输入大于设定的热输入阈值，则对焊接电压和焊接电流中至少之一进行调节，或者手动调整焊接速度。
可选地，对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，包括：将焊接的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时；使保温处理后的导流嵌件冷却至设定温度；将冷却的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时。
可选地，将焊接的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时，包括：将焊接的导流嵌件在常温状态下放置到常温的保温设备中，使保温设备升温，直至保温设备的保温温度到达610℃，将保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时，其中，保温设备升温时，每小时升温50℃到70℃，常温为20℃到30℃。
可选地，将冷却的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时，包括：将冷却的导流嵌件放置到常温的保温设备中，使保温设备升温，直至保温设备的保温温度到达590℃，将保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时，其中，保温设备升温时，每小时升温50℃到70℃，常温为20℃到30℃。
根据本申请的另一方面，提供一种湿气介质压缩机的导流嵌件，导流嵌件通过上述的方法焊接而成，导流嵌件的材质为04Cr13Ni5Mo。
根据本申请实施例的第二方面，提供一种湿气介质压缩机的导流嵌件，导流嵌件通过上述的方法焊接而成，导流嵌件的材质为04Cr13Ni5Mo。
通过本申请实施例的方法，采用适配不锈钢材质的导流嵌件的填充金属，并结合对导流嵌件进行预热，在焊接后在适当的温度对焊接的导流嵌件进行热处理，确保了对于焊缝金属和热影响区域的强度和韧性，从而实现了对不锈钢材质的导流嵌件的焊接，解决了由于不锈钢材质本身的易焊性不足，现有对碳钢的导流嵌件的焊接工艺不能满足对不锈钢的导流嵌件的焊接的问题。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种焊接方法的步骤流程示意图；
图2是图1中步骤S106的实现方式的步骤流程示意图；
附图标记列表：
步骤S102：对待焊接的导流嵌件进行预热处理，使预热的导流嵌件的温度到达第一温度区间内。
步骤S104：对预热的导流嵌件进行焊接。
步骤S106：对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，所述焊后热处理包括保温温度大于或等于610℃的热处理、以及保温温度大于或等于590℃的热处理。
子步骤S1061：将焊接的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时。
子步骤S1062：使保温处理后的导流嵌件冷却至设定温度。
子步骤S1063：将冷却的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请的限制。
参照图1和图2所示，本申请提供一种焊接方法，方法用于湿气介质压缩机的导流嵌件的焊接，方法包括以下步骤：
步骤S102：对待焊接的导流嵌件进行预热处理，使预热的导流嵌件的温度到达第一温度区间内。
为了确保焊接后的焊接性能，在焊接时需要对导流嵌件进行预热处理，以保证导流嵌件的焊接区域的温度达到第一温度区间。由于不同材质需要的预热温度可能不同，在本实施例中，对于导流嵌件的材料为04Cr13Ni5Mo(04铬13镍5钼，这种材质的不锈钢具有低温耐腐蚀性，04Cr13Ni5Mo为一种马氏体不锈钢，其化学成分的质量百分比为：C：0.05％，Si：0.60％，Mn：0.50～1.00％，P：0.03％，S：0.03％，Ni：3.50～5.50％，Cr：11.50～14.00％，Mo：0.50～1.00％。04Cr13Ni5Mo是一种含钼的低碳马氏体不锈钢，含碳量较低，且含有镍，耐蚀性较好，是Cr13型不锈钢中耐蚀性最好的钢，加工成形性优良)的情况，第一温度区间为80℃到150℃。例如为80℃、85℃等。这样既可以保证预热的温度足够，有助于后续焊接且保证焊接后的质量，且不需要过长的预热时间，有助于提高焊接效率。
对导流嵌件进行预热可以通过预热设备(如预热炉)或者火焰等任意适当的方式进行预热，对此不作限制。在预热过程中可以温度计、温度枪或者其他能够检测温度的传感器进行温度检测，确定是否将其预热到需要的温度。
步骤S104：对预热的导流嵌件进行焊接。
导流嵌件预热到80℃或者以上之后，可以使用焊枪对导流嵌件的进行焊接。因为导流嵌件结构限制，使得操作空间有限，难以进行小电流快速移动的焊接方式进行焊接，为了实现对不锈钢材质的导流嵌件进行焊接，同时保证焊接质量，可以使用GTAW(氩气焊)焊接的专用焊枪，该焊枪的尺寸相较于GTAW的普通焊枪的尺寸更小，以更加方便操作，确保焊接质量。该步骤的详细焊接过程将在下面详述。
步骤S106：对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，焊后热处理包括保温温度大于或等于610℃的热处理、以及保温温度大于或等于590℃的热处理。
为了减少焊接后的导流嵌件的脆性，提高耐腐蚀性和韧性，对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，从而实现释放内应力，提升韧性的效果。例如，为了综合生产效率和焊接质量，可以进行两次焊后热处理。
针对不锈钢的导流嵌件，第一次热处理的保温温度大于或等于610℃，第二次保温温度大于或等于590℃，由此确保焊接后的晶格大小适当、细密，使逆变奥氏体的含量达到最大值，从而提升焊缝的韧性。
该焊接方法通过采用适配不锈钢材质的导流嵌件的填充金属，并结合对导流嵌件进行预热，在焊接后对焊接的导流嵌件进行两次热处理，且保温温度分别为610℃和590℃，确保了焊缝金属和热影响区域的强度和韧性，从而实现了对不锈钢材质的导流嵌件的焊接，解决了由于不锈钢材质本身的易焊性不足，现有对碳钢的导流嵌件的焊接工艺不能满足对不锈钢的导流嵌件的焊接的问题。
此外，通过本实施例的方法，解决了导流嵌件因其本身结构限制，导致不能适配大尺寸的焊枪，因而不能采用保护气体的化学成分的体积百分比为97.5％Ar以及2.5％CO2的04Cr13Ni5Mo不锈钢的焊接方法的问题(这种需要保护气体的化学成分的体积百分比为97.5％Ar以及2.5％CO2的焊接方法需要有足够的通气量，而充足的通气量需要焊枪尺寸较大)。
对步骤S104的一种可行实现方式进行说明如下：其中，步骤S104可以实现为：使用填充材料对处于第一温度区间的导流嵌件的焊缝进行填充，并进行多层焊接，其中，焊接使用氩气保护，在多层焊接过程中，控制层间温度满足第二温度区间，且控制热输入小于或等于4.98KJ/mm。
使用填充材料对焊缝进行填充，并进行焊接，其中，焊接使用氩气保护。填充材料包括Thermanit 13/04Si(Bohler)，其中，Thermanit 13/04Si为产品型号，和/或，氩气的体积百分比为99.99％。Thermanit 13/04Si的材质性能与不锈钢的导流嵌件的材质性能类似，更加有助于确保焊接后的可靠性。因为其中含有Si(硅)，因而这种填充材料的可焊接性和流动性更好，可以进一步确保焊缝的焊接质量。
当然，在其他实施例中，填充材料可以是其他适当的材料。
针对焊接强度需求不同，可以进行一层或者一层以上的焊接。本实施例中，进行两层焊接。焊接过程中，为了保证焊接质量，需要控制层间温度，如在一层焊接完成后检测温度，确定温度是否满足第二温度区间，若满足则可以继续焊接，反之，若不满足，则待冷却后再进行焊接。在本实施例中，第二温度区间小于或等于150℃，优选地可以是80℃到150℃，在这一范围内可以有效保证焊缝的晶格结构满足需求，且不会因为温度过高而使导流嵌件的材料性能产生不利变化。
在焊缝的层间温度未满足第二温度区间时可以通过自然冷却等方式使其到达第二温度区间内。
在焊接过程中，检测对所述焊缝的热输入；若所述热输入大于设定的热输入阈值，则对焊接电压和焊接电流中至少之一进行调节，或者手动调整焊接速度。
其中，焊枪可以基于导流嵌件的结构定制，其为GTAW专用焊枪。本实施例中，因为导流嵌件可供操作的空间有限，因为不能采用保护气体的化学成分的体积百分比为97.5％Ar以及2.5％CO2的焊接方式中以焊丝作为一个电极，焊枪作为另一电极的焊接方式。本实施例中，设置一个额外的导电件作为第一电极，焊枪作为第二电极，将填充材料(如焊丝)送入第一电极和第二电极之间，以这种方式提升焊接的触达率，从而提升焊接效果，避免气孔的产生。在焊接过程中，基于焊缝的长度，导流嵌件的材质等，控制焊枪的焊接电压、焊接电流和焊接速度，确保对导流嵌件的最大热输入不超过热输入阈值。热输入阈值可以根据需要设置，如为4.98KJ/mm或者略小于4.98KJ/mm，如4.9KJ/mm。在焊接过程中，热输入为焊接电流和焊接电压的乘积除以焊接速度。若热输入大于热输入阈值，则表示热输入即将过多，需要降低热输入。降低热输入的方式可以通过提高焊接速度、降低焊接电流等等方式，对此不作限制。在本实施例中，焊接速度例如为：0.63-2.74mm/s，焊接电压例如为：19.5-20.0v，焊接电流例如为135-170A。
如图2所示，对于焊接完的导流嵌件，通过步骤S106可以对其进行焊后热处理，在本实施例中步骤S106包括以下子步骤：
子步骤S1061：将焊接的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时。
为了使焊接完的焊缝能充分回火，子步骤S1061可以实现为：将焊接的导流嵌件在常温状态下放置到常温的保温设备中，使保温设备升温，直至保温设备的保温温度到达610℃，将保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时，其中，保温设备升温时，每小时升温50℃到70℃，常温为20℃到30℃。这样可以使焊缝充分释放内应力，且不会因为温度上升过快而影响导流嵌件的性能。
子步骤S1062：使保温处理后的导流嵌件冷却至设定温度。
例如，在室温下，使导流嵌件冷却到设定温度，其冷却速度例如为每小时50℃到70℃。设定温度可以是室温，如20℃到30℃，优选为25℃。
子步骤S1063：将冷却的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时。
例如，子步骤S1063可以实现为：将冷却的导流嵌件放置到常温的保温设备中，使保温设备升温，直至保温设备的保温温度到达590℃，将保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时，其中，保温设备升温时，每小时升温50℃到70℃，常温为20℃到30℃。在本实施例中，为了使焊缝的抗拉强度足够的情况下，仍有较好的韧性，对焊接的导流嵌件进行了两次热处理，且每次热处理的温度及时间根据焊接的材质和热输入等进行适当控制，确保焊缝处的晶格结构适当，以提升其韧性，从而确保其耐腐蚀性和韧性。
根据本申请的另一方面，提供一种湿气介质压缩机的导流嵌件，导流嵌件通过前述的方法焊接而成，导流嵌件的材质为04Cr13Ni5Mo。通过该GTAW方式焊接的导流嵌件可以保证Rm≥700Mpa，-30℃冲击能量≥50J，如此确保导流嵌件焊接后的性能。
需要说明的是，上述各流程和各系统结构图中不是所有的步骤和模块都是必须的，可以根据实际的需要忽略某些步骤或模块。各步骤的执行顺序不是固定的，可以根据需要进行调整。上述各实施例中描述的系统结构可以是物理结构，也可以是逻辑结构，即，有些模块可能由同一物理实体实现，或者，有些模块可能分由多个物理实体实现，或者，可以由多个独立设备中的某些部件共同实现。
以上各实施例中，硬件模块可以通过机械方式或电气方式实现。例如，一个硬件模块可以包括永久性专用的电路或逻辑(如专门的处理器，FPGA或ASIC)来完成相极柱应操作。硬件模块还可以包括可编程逻辑或电路(如通用处理器或其它可编程处理器)，可以由软件进行临时的设置以完成相极柱应操作。具体的实现方式(机械方式、或专用的永久性电路、或者临时设置的电路)可以基于成本和时间上的考虑来确定。
上文通过附图和优选实施例对本申请进行了详细展示和说明，然而本申请不限于这些已揭示的实施例，基与上述多个实施例本领域技术人员可以知晓，可以组合上述不同实施例中的代码审核手段得到本申请更多的实施例，这些实施例也在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种焊接方法，其特征在于，所述方法用于湿气介质压缩机的导流嵌件的焊接，所述方法包括：
对待焊接的导流嵌件进行预热处理，使预热的导流嵌件的温度到达第一温度区间内；
对预热的导流嵌件进行焊接；
对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，所述焊后热处理包括保温温度大于或等于610℃的热处理、以及保温温度大于或等于590℃的热处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述导流嵌件的材料为04Cr13Ni5Mo，所述第一温度区间为80℃到150℃。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对预热的导流嵌件进行焊接，包括：
使用填充材料对处于第一温度区间内的导流嵌件的焊缝进行填充，并进行多层焊接，其中，焊接使用氩气保护，在多层焊接过程中，控制层间温度满足第二温度区间，且控制热输入小于或等于4.98KJ/mm。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二温度区间小于或等于150℃。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述填充材料包括Thermanit 13/04Si，和/或，所述氩气的气体百分比为99.99％。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制热输入小于或等于4.98KJ/mm，包括：
在焊接过程中，检测对所述焊缝的热输入；
若所述热输入大于设定的热输入阈值，则对焊接电压和焊接电流中至少之一进行调节，或者手动调整焊接速度。
7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对焊接的导流嵌件进行焊后热处理，包括：
将焊接的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时；
使保温处理后的导流嵌件冷却至设定温度；
将冷却的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将焊接的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时，包括：
将焊接的导流嵌件在常温状态下放置到常温的保温设备中，使保温设备升温，直至保温设备的保温温度到达610℃，将保温设备的保温温度维持在610℃，且保温时间至少为5小时，其中，所述保温设备升温时，每小时升温50℃到70℃，所述常温为20℃到30℃。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述将冷却的导流嵌件放置到保温设备中进行保温处理，使保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时，包括：
将冷却的导流嵌件放置到常温的保温设备中，使保温设备升温，直至保温设备的保温温度到达590℃，将保温设备的保温温度维持在590℃，且保温时间至少为5小时，其中，所述保温设备升温时，每小时升温50℃到70℃，所述常温为20℃到30℃。
10.一种湿气介质压缩机的导流嵌件，其特征在于，所述导流嵌件通过权利要求1-9中任一项所述的方法焊接而成，所述导流嵌件的材质为04Cr13Ni5Mo。
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| CN202311482601.6A Pending CN117548874A (zh) | 2023-11-08 | 2023-11-08 | 焊接方法、及湿气介质压缩机的导流嵌件 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN117548874A (zh) |
-
2023
- 2023-11-08 CN CN202311482601.6A patent/CN117548874A/zh active Pending
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