專(zhuān)利名稱(chēng)：雙相不銹鋼焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種雙相不銹鋼焊接工藝。
背景技術(shù)：
雙相不銹鋼是以鐵素體和奧氏體為基體的合金材料，它強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕性強(qiáng)，在國(guó)內(nèi)外海洋石油和石化行業(yè)中已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。在其基體組織中，鐵素體和奧氏體比例處于相對(duì)平衡，不僅具有非常好的耐腐蝕能力，而且在焊接時(shí)，選擇正確的焊接工藝，其比例也不會(huì)有太大變化，故焊縫及熱影響區(qū)的耐晶間腐蝕能力也非常好，并且不會(huì)產(chǎn)生熱裂紋。但是，雙相不銹鋼作為一種新興的鋼材，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，要求雙相不銹鋼在運(yùn)輸、裝卸、存放、加工、使用過(guò)程中盡量避免與其它鐵基金屬接觸而影響其耐腐蝕性能。要求雙相不銹鋼盡可能采用冷加工方法進(jìn)行切割下料，避免熱切割破壞其雙相組織的比例平衡。焊接時(shí)，要求盡量采用低的線能量，并嚴(yán)格控制層間溫度，以避免焊縫強(qiáng)度過(guò)高，硬度過(guò)大，而塑性、韌性降低。目前，國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家或石油、石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快的國(guó)家均已使用過(guò)雙相不銹鋼，并且有的已有十年歷史。他們主要將雙相不銹鋼用于條件惡劣，強(qiáng)腐蝕介質(zhì)的環(huán)境中。國(guó)內(nèi)目前石化行業(yè)也有部分企業(yè)用到雙相不銹鋼作為工藝管線材料以提高其耐腐蝕能力。但國(guó)內(nèi)外目前用二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊焊接雙相不銹鋼的較少。
技術(shù)內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種雙相不銹鋼焊接工藝，包括采用99.99％氬氣惰性氣體保護(hù)，進(jìn)行手工鎢極氬弧焊打底焊接和采用80％氬氣加20％二氧化碳?xì)怏w保護(hù)進(jìn)行半自動(dòng)填充蓋面焊接。
本發(fā)明包括打底和填充蓋面的焊接(1)采用99.99％氬氣惰性氣體保護(hù)，進(jìn)行手工鎢極氬弧焊打底焊接包括如下工藝步驟a、選用的電源為松下TSP-300型手工/氬弧焊機(jī)，電源極性為直流正接，熔池保護(hù)氣體為99.99％氬氣，流量為10-18升/分鐘，背保護(hù)氣體為99.99％氬氣，氬弧焊絲為林肯LNT4462Φ2.0，AWSA5.9ER2209，鎢極為釷鎢極Φ2.4，ANSI/AWSA5.12-92，焊接位置為水平固定，壁厚為8-10毫米，接頭形式為對(duì)接V型接口，坡口角度為60°±5°，鈍邊為0-1.5毫米，間隙為3-5毫米；b、將組對(duì)好的工件水平固定于焊架上，密封管口只留進(jìn)出氣口，管內(nèi)通氬氣作背保護(hù)氣體3-5分鐘，氣體流量為5-10升/分鐘；c、持證焊工進(jìn)行打底焊接，電流為70-90安培，電壓為11-13伏特，焊接速度為30-50毫米/分鐘，繼續(xù)通背保護(hù)氣體；d、整圈焊完后進(jìn)行第二層熱焊，電流為105-150安培，電壓為13-18伏特，焊接速度為75-130毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為10-15升/分鐘，控制層間溫度≤150℃；e、第二層焊完后，繼續(xù)通背保護(hù)氣體；(2)采用80％氬氣加20％二氧化碳?xì)怏w保護(hù)進(jìn)行半自動(dòng)填充蓋面焊接包括如下工藝步驟a、選用的電源為松下KRII-350型二氧化碳焊機(jī)，電源極性為直流反接，熔池保護(hù)氣體為80％氬氣+20％二氧化碳，背保護(hù)氣體為99.99％氬氣，藥芯焊絲為林肯Cor-A-RostaP4462Φ1.2，AWSA5.22E2209T1-4；b、測(cè)量已打底熱焊完畢的焊縫溫度，保持層間溫度≤150℃；c、持證焊工進(jìn)行填充焊接，電流為140-180安培，電壓為23-29伏特，焊接速度為140-210毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為15-20升/分鐘，管內(nèi)通氬氣作背保護(hù)氣體直至結(jié)束焊接或填充至10毫米厚，控制層間溫度≤150℃；d、填充焊接完畢后進(jìn)行蓋面焊接，電流為130-160安培，電壓為23-27伏特，焊接速度為170-230毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為15-20升/分鐘，控制層間溫度≤150℃。
本發(fā)明在焊接雙相不銹鋼時(shí)，可獲得鐵素體和奧氏體比例相對(duì)均衡的金相組織，經(jīng)測(cè)定鐵素體含量約在45-65％之間；焊接接頭的機(jī)械性能和耐腐蝕性可充分得到保證，經(jīng)測(cè)定其抗拉強(qiáng)度在640牛頓/平方毫米左右，硬度值在220-280HV10之間。使用二氧化碳+氬氣混合氣體做保護(hù)氣體，可減少焊接飛濺，焊縫成型美觀。
具體實(shí)施例方式
以壁厚在9毫米的管接口為例，采用99.99％氬氣惰性氣體保護(hù)，進(jìn)行手工鎢極氬弧焊打底焊接，先選用的電源為松下TSP-300型手工/氬弧焊機(jī)，電源極性為直流正接，熔池保護(hù)氣體為99.99％氬氣，流量為14升/分鐘，背保護(hù)氣體為99.99％氬氣，氬弧焊絲為林肯LNT4462Φ2.0，AWSA5.9ER2209，鎢極為釷鎢極Φ2.4，ANSI/AWSA5.12-92，焊接位置為水平固定，壁厚為9毫米，接頭形式為對(duì)接V型接口，坡口角度為60°，鈍邊為1毫米，間隙為4毫米。將組對(duì)好的工件水平固定于焊架上，密封管口只留進(jìn)出氣口，管內(nèi)通氬氣作保護(hù)氣體4分鐘，氣體流量為8升/分鐘；持證焊工進(jìn)行打底焊接，電流為80安培，電壓為12伏特，焊接速度為40毫米/分鐘，繼續(xù)通背保護(hù)氣體；整圈焊完后進(jìn)行第二層熱焊，電流為125安培，電壓為15伏特，焊接速度為250毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為13升/分鐘，控制層間溫度≤150℃；再采用80％氬氣加20％二氧化碳?xì)怏w保護(hù)進(jìn)行半自動(dòng)填充蓋面焊接。選用的電源為松下KRII-350型二氧化碳焊機(jī)，電源極性為直流反接，熔池保護(hù)氣體為80％氬氣+20％二氧化碳，背保護(hù)氣體為99.99％氬氣，藥芯焊絲為林肯Cor-A-RostaP4462Φ1.2，AWSA5.22E2209T1-4；測(cè)量已打底熱焊完畢的焊縫溫度，保持層間溫度≤150℃；持證焊工進(jìn)行填充焊接，電流為160安培，電壓為26伏特，焊接速度為175毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為13升/分鐘，管內(nèi)通氬氣作背保護(hù)氣體直至結(jié)束焊接或填充至10毫米厚，控制層間溫度≤150℃；填充焊接完畢后進(jìn)行蓋面焊接，電流為145安培，電壓為25伏特，焊接速度為200毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為18升/分鐘，控制層間溫度≤150℃。第二層焊完后，繼續(xù)通背保護(hù)氣體。壁厚如有改變則焊接工藝參數(shù)適當(dāng)調(diào)整。如管壁厚度為18-22毫米時(shí)，填充電流140-180安培，電壓23-28伏特，焊接速度180-240毫米/分鐘，蓋面焊接工藝參數(shù)同上。層間清理可用專(zhuān)用不銹鋼砂輪片打磨。如果條件允許，氬弧焊時(shí)使用一定比例的氬氣+氮?dú)饣旌蠚怏w做背面保護(hù)，可降低焊縫鐵素體含量，提高焊縫抗腐蝕性能。本發(fā)明在焊接雙相不銹鋼時(shí)，可獲得鐵素體和奧氏體比例相對(duì)均衡的金相組織，經(jīng)測(cè)定鐵素體含量約在45-65％之間；焊接接頭的機(jī)械性能和耐腐蝕性可充分得到保證，經(jīng)測(cè)定其抗拉強(qiáng)度在640牛頓/平方毫米左右，硬度值在220-280HV10之間。使用二氧化碳+氮?dú)饣旌蠚怏w做保護(hù)氣體，可減少焊接飛濺，焊縫成型美觀。
權(quán)利要求
1.一種雙相不銹鋼焊接工藝，包括打底和填充蓋面的焊接，其特征是(1)采用99.99％氬氣惰性氣體保護(hù)，進(jìn)行手工鎢極氬弧焊打底焊接包括如下工藝步驟a、選用的電源為松下TSP-300型手工/氬弧焊機(jī)，電源極性為直流正接，熔池保護(hù)氣體為99.99％氬氣，流量為10-18升/分鐘，背保護(hù)氣體為99.99％氬氣，氬弧焊絲為林肯LNT4462Φ2.0，AWSA5.9ER2209，鎢極為釷鎢極Φ2.4，ANSI/AWSA5.12-92，焊接位置為水平固定，壁厚為8-10毫米，接頭形式為對(duì)接V型接口，坡口角度為60°±5°，鈍邊為0-1.5毫米，間隙為3-5毫米；b、將組對(duì)好的工件水平固定于焊架上，密封管口只留進(jìn)出氣口，管內(nèi)通氬氣作背保護(hù)氣體3-5分鐘，氣體流量為5-10升/分鐘；c、持證焊工進(jìn)行打底焊接，電流為70-90安培，電壓為11-13伏特，焊接速度為30-50毫米/分鐘，繼續(xù)通背保護(hù)氣體；d、整圈焊完后進(jìn)行第二層熱焊，電流為105-150安培，電壓為13-18伏特，焊接速度為75-130毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為10-15升/分鐘，控制層間溫度≤150℃；e、第二層焊完后，繼續(xù)通背保護(hù)氣體；(2)采用80％氬氣加20％二氧化碳?xì)怏w保護(hù)進(jìn)行半自動(dòng)填充蓋面焊接包括如下工藝步驟a、選用的電源為松下KRII-350型二氧化碳焊機(jī)，電源極性為直流反接，熔池保護(hù)氣體為80％氬氣+20％二氧化碳，背保護(hù)氣體為99.99％氬氣，藥芯焊絲為林肯Cor-A-RostaP4462Φ1.2，AWSA5.22E2209T1-4；b、測(cè)量已打底熱焊完畢的焊縫溫度，保持層間溫度≤150℃；c、持證焊工進(jìn)行填充焊接，電流為140-180安培，電壓為23-29伏特，焊接速度為140-210毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為15-20升/分鐘，管內(nèi)通氬氣作背保護(hù)氣體直至結(jié)束焊接或填充至10毫米厚，控制層間溫度≤150℃；d、填充焊接完畢后進(jìn)行蓋面焊接，電流為130-160安培，電壓為23-27伏特，焊接速度為170-230毫米/分鐘，熔池保護(hù)氣體流量為15-20升/分鐘，控制層間溫度≤150℃。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼焊接工藝，其特征是氬弧焊時(shí)可使用氬氣+氮?dú)饣旌蠚怏w做背面保護(hù)。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的雙相不銹鋼焊接工藝，其特征是管壁厚度為18-22毫米時(shí)，填充電流140-180安培，電壓23-28伏特，焊接速度180-240毫米/分鐘。
全文摘要
一種雙相不銹鋼焊接工藝，采用99.99％氬氣惰性氣體保護(hù)，進(jìn)行手工鎢極氬弧焊打底焊接；采用80％氬氣加20％二氧化碳?xì)怏w保護(hù)進(jìn)行半自動(dòng)填充蓋面焊接。本發(fā)明在焊接雙相不銹鋼時(shí)，可獲得鐵素體和奧氏體比例相對(duì)均衡的金相組織，經(jīng)測(cè)定鐵素體含量約在45－65％之間；焊接接頭的機(jī)械性能和耐腐蝕性可充分得到保證，經(jīng)測(cè)定其抗拉強(qiáng)度在640牛頓/平方毫米左右，硬度值在220－280HV10之間。使用二氧化碳+氮?dú)饣旌蠚怏w做保護(hù)氣體，可減少焊接飛濺，焊縫成型美觀。
文檔編號(hào)B23K31/12GK1583347SQ03140209
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2003年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月18日
發(fā)明者張孺洪 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油南海西部公司, 中國(guó)海洋石油總公司