專利名稱：一種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法，尤其是一種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法。
背景技術(shù)：
隨著國內(nèi)綜合采煤機(jī)械化水平的不斷提高，對大功率采煤機(jī)的可靠性要求也越來越高，尤其是對采煤機(jī)箱體和搖臂殼體的材料及其力學(xué)性能提出了新的要求。然而現(xiàn)有大功率殼體類(搖臂)所使用的大多是ZG25MnNi、ZG270-500普通強(qiáng)度鋼，這兩種材料的綜合機(jī)械性能雖然比較好，但它們正火的硬度都比較低，強(qiáng)度也不高，在現(xiàn)行的高強(qiáng)度采煤和惡劣的エ況條件越來越顯得不相適應(yīng)，尤其是殼體焊接部位在使用不久后容易出現(xiàn)裂紋、漏水、漏油現(xiàn)象，嚴(yán)重的殼體(搖臂)部位甚至發(fā)生變形、耳部扭脫等質(zhì)量問題，使采煤機(jī)殼體使用壽命大大縮短。 并且以往使用的焊接エ藝參數(shù)不佳，焊材強(qiáng)度不夠，焊接電流偏大等原因，常引起焊縫裂紋、夾渣、咬邊等缺陷。針對以上情況，申請人對高強(qiáng)度耐磨鋼鑄鋼CrNiMo的性能進(jìn)行研究，通過理論與實(shí)踐相結(jié)合，對鑄鋼CrNiMo試驗(yàn)材料進(jìn)行系統(tǒng)的エ藝試驗(yàn)，確定了鑄鋼CrNiMo是適合當(dāng)前殼體類零件使用的材料，并研究出一套較為完善的熱處理方案及焊接エ藝，使其得到的各項性能指標(biāo)能較好滿足大功率煤機(jī)殼體用材料的使用條件。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，我們經(jīng)過長期的實(shí)踐探索，發(fā)明了ー種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法。技術(shù)方案為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為ー種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法，采用高強(qiáng)度耐磨鋼CrNiMo作為焊接基材，所述焊接方法包括以下七道エ序第一道エ序，焊接前準(zhǔn)備采用熱切割方法將焊接基材的焊接端切割成單邊V型坡ロ焊件，具體為首先進(jìn)行垂直平行切割，再對正、反坡ロ加工，所述單邊V型坡ロ焊件的坡口角度的允差為±5°，鈍邊高±2_ ；焊接前仔細(xì)清除焊絲及焊件表面的油污、銹蝕及水潰，減少焊縫中含氫量，檢查CO2焊機(jī)送絲順暢情況和氣體流量情況，焊條使用前利用放烘箱烘干，拿出后放入保溫桶，帶到施工現(xiàn)場。第二道エ序，點(diǎn)固焊焊前對母材局部加熱，焊接板材時用焊絲將板材點(diǎn)焊固定在母材上，每隔一定距離點(diǎn)焊ー個位置，對稱物件從中央向首尾方向點(diǎn)焊，并左右方向?qū)ΨQ點(diǎn)焊。第三道エ序，焊件預(yù)熱
對第二道步エ序件進(jìn)行時長為30分鐘的恒溫預(yù)熱，預(yù)熱溫度范圍在300°C到400°C之間。第四道エ序，焊接施工對第三道エ序件采用手工CO2氣體保護(hù)焊沿焊縫中部向兩頭行走，先焊里ロ后焊外ロ，焊接方向由中間向兩邊施焊，當(dāng)遇到縱橫交叉的焊縫，先焊端焊縫后焊邊焊縫，當(dāng)焊件長度超過ー米時，采用分中對稱焊或逐步退焊法；當(dāng)焊件上平角焊和立角焊同時存在吋，應(yīng)先焊立角焊后焊平角焊，先焊短焊縫后焊長焊縫。如果是采用焊絲進(jìn)行焊接的時候，采用焊絲CHT711藥芯焊絲。焊接施工過程中使用CO2保護(hù)氣，所述CO2保護(hù)氣由80%的CO2和20%的Ar混合而成。每焊完一道將焊渣清理干凈，并檢查焊縫中有無氣孔、裂紋，有氣孔、裂紋時，將其徹底清除后，再繼續(xù)焊接下一道焊縫，焊接結(jié)束前進(jìn)行收弧操作。第五道エ序，打磨 焊接完成后，用角磨機(jī)對焊縫邊緣及周邊基體進(jìn)行圓滑過渡打磨，去除焊接過程中產(chǎn)生的焊絲藥皮飛濺物，并將相鄰表面修磨光滑。第六道エ序，消氫處理和熱處理冷裂紋是焊接高強(qiáng)度鋼的主要問題，在高強(qiáng)度鋼焊接裂紋缺陷形成中熱裂紋一般僅占10%，而冷裂紋占到了 90%。引起冷裂紋的主要原因是材料的淬硬組織和含氫量，所以要進(jìn)行消氫處理和熱處理。焊接完成之后，焊縫的溫度還處于100°C以上，為了加速焊接接頭中氫的逸出，防止冷裂紋產(chǎn)生，對于高強(qiáng)度鋼尤為重要首先將第五道エ序件置于300-400°C的溫度環(huán)境下，時間范圍為2-6h，進(jìn)行消氫；然后將エ件放置于恒定溫度為500-600°C的環(huán)境里，時間范圍為4-6h，進(jìn)行熱處理，最后進(jìn)行緩慢冷卻。第七道エ序，無損檢測對第六道エ序件的焊縫進(jìn)行著色或磁粉探傷檢驗(yàn)，焊縫經(jīng)探傷檢驗(yàn)如果發(fā)現(xiàn)缺陷，則對缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，采用手工焊對缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，用碳弧氣刨對缺陷部位批槽，形狀為中間缺陷部位較深，兩端漸淺逐漸向內(nèi)表面過渡，然后用砂輪機(jī)打磨除去坡ロ處的碳化物，經(jīng)著色或磁粉探傷檢查確認(rèn)無缺陷后，再按上述エ藝進(jìn)行補(bǔ)焊，焊接完畢。有益效果本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益效果是I、本發(fā)明適用于低、中碳合金高強(qiáng)度鋼的大型件焊接，其焊接生產(chǎn)率高、抗裂性能好，焊接變形小；2、本發(fā)明選材合理，強(qiáng)度較高，焊接電流控制在一定范圍，減少裂紋缺陷的發(fā)生機(jī)率；3、本發(fā)明中焊后進(jìn)行了消氫處理，確保焊接接頭中殘余氫及擴(kuò)散時逸出，減少延遲裂紋的產(chǎn)生；4、從實(shí)施的角度看，本發(fā)明エ藝過程設(shè)計合理，操作方便可行。
具體實(shí)施例方式下面通過ー個最佳實(shí)施例，對本技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。
一種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法，所述高強(qiáng)度金屬殼體采用高強(qiáng)度耐磨鋼CrNiMo作為焊接基材焊接為金屬殼體，焊接施工流程如下焊前準(zhǔn)備一點(diǎn)固焊一預(yù)熱一施焊一打磨一消氫處理及熱處理一無損檢測。焊接エ藝參數(shù)選用I、焊材本發(fā)明考慮到高強(qiáng)度CrNiMo鋼的冷裂紋傾向較大，為了獲得更多的韌性儲備以獲得更好的抗沖擊、抗裂紋性，我們選用焊絲CHT711藥芯焊絲，其熔敷效率高，全位置焊接エ藝性能佳，亦可立向下焊。熔敷金屬化學(xué)成分如表1-1所示。表1-1 :
權(quán)利要求
1.一種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法，所述高強(qiáng)度金屬殼體采用高強(qiáng)度耐磨鋼CrNiMo作為焊接基材焊接為金屬殼體，其特征在于所述ー種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法包括以下エ序 第一道エ序，焊接前準(zhǔn)備 采用熱切割方法將焊接基材的焊接端切割成單邊V型坡ロ焊件，具體為首先進(jìn)行垂直平行切割，再對正、反坡ロ加工； 焊接前仔細(xì)清除焊絲及焊件表面的油污、銹蝕及水潰，減少焊縫中含氫量，檢查C02焊機(jī)送絲順暢情況和氣體流量情況，焊條使用前利用放烘箱烘干，拿出后放入保溫桶，帶到施エ現(xiàn)場； 第二道エ序，點(diǎn)固焊 焊前對母材局部加熱，焊接板材時用焊絲將板材點(diǎn)焊固定在母材上，每隔一定距離點(diǎn)焊ー個位置，對稱物件從中央向首尾方向點(diǎn)焊，并左右方向?qū)ΨQ點(diǎn)焊； 第三道エ序，焊件預(yù)熱 對第二道步エ序件進(jìn)行時長為30分鐘的恒溫預(yù)熱，預(yù)熱溫度范圍在300°C到400°C之間； 第四道エ序，焊接施工 對第三道エ序件采用手工CO2氣體保護(hù)焊沿焊縫中部向兩頭行走，先焊里ロ后焊外ロ，焊接方向由中間向兩邊施焊，當(dāng)遇到縱橫交叉的焊縫，先焊端焊縫后焊邊焊縫，當(dāng)焊件長度超過ー米時，采用分中對稱焊或逐步退焊法；當(dāng)焊件上平角焊和立角焊同時存在吋，應(yīng)先焊立角焊后焊平角焊，先焊短焊縫后焊長焊縫； 每焊完一道將焊渣清理干凈，并檢查焊縫中有無氣孔、裂紋，有氣孔、裂紋時，將其徹底清除后，再繼續(xù)焊接下一道焊縫，焊接結(jié)束前進(jìn)行收弧操作； 第五道エ序，打磨 焊接完成后，用角磨機(jī)對焊縫邊緣及周邊基體進(jìn)行圓滑過渡打磨，去除焊接過程中產(chǎn)生的焊絲藥皮飛濺物，并將相鄰表面修磨光滑； 第六道エ序，消氫處理和熱處理 焊接完成之后，首先將第五道エ序件置于300-400°C的溫度環(huán)境下，時間范圍為2-6h，進(jìn)行消氫，然后將エ件放置于恒定溫度為500-600°C的環(huán)境里，時間范圍為4-6h，進(jìn)行熱處理，最后緩慢冷卻； 第七道エ序，無損檢測 對第六道エ序件的焊縫進(jìn)行著色或磁粉探傷檢驗(yàn)，焊縫經(jīng)探傷檢驗(yàn)如果發(fā)現(xiàn)缺陷，則對缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，采用手工焊對缺陷部位進(jìn)行修補(bǔ)，用碳弧氣刨對缺陷部位批槽，形狀為中間缺陷部位較深，兩端漸淺逐漸向內(nèi)表面過渡，然后用砂輪機(jī)打磨除去坡ロ處的碳化物，經(jīng)著色或磁粉探傷檢查確認(rèn)無缺陷后，再按上述エ藝進(jìn)行補(bǔ)焊，焊接完畢。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法，其特征在于所述單邊V型坡ロ焊件的坡口角度的允差為±5°，鈍邊高±2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法，其特征在于所述焊接施工過程中使用CO2保護(hù)氣，所述CO2保護(hù)氣中CO2和Ar的體積比為4:1。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法，其特征在于采用焊絲進(jìn)行焊接的時候，采用焊絲CHT711藥芯焊絲。 ·
全文摘要
本發(fā)明公開了一種延長高強(qiáng)度金屬殼體使用壽命的焊接方法，采用高強(qiáng)度耐磨鋼CrNiMo作為焊接基材，所述焊接方法包括焊接前準(zhǔn)備、點(diǎn)固焊、焊件預(yù)熱、焊接施工、打磨和無損檢測。本發(fā)明適用于低、中碳合金高強(qiáng)度鋼的大型件焊接，其焊接生產(chǎn)率高、抗裂性能好，焊接變形小，而且本發(fā)明選材合理，強(qiáng)度較高，焊接電流控制在一定范圍，減少裂紋缺陷的發(fā)生機(jī)率，本發(fā)明中焊后進(jìn)行了消氫處理，確保焊接接頭中殘余氫及擴(kuò)散時逸出，減少延遲裂紋的產(chǎn)生。
文檔編號B23K33/00GK102825367SQ20121034891
公開日2012年12月19日 申請日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者戴建平, 袁岳東, 李建波, 陳烜 申請人:常熟天地煤機(jī)裝備有限公司