專利名稱：斷廢芯棒的焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋼管生產(chǎn)中斷廢芯棒的再利用，特別是一種斷廢芯棒的焊接工藝。
背景技術(shù)：
芯棒是軋管廠限動(dòng)芯棒連軋管機(jī)主要變形工具之一，如Φ250MPM連軋管機(jī)所使用的芯棒一直需要進(jìn)口，而且價(jià)值昂貴。合理使用芯棒，充分提高芯棒的使用壽命，是降低生產(chǎn)成本的重要工作之一。
芯棒材質(zhì)的鋼號(hào)為X35CrMOVo5 H13，其化學(xué)成分(％)C0.30——0.38 Mn0.60MaxSi0.70——1.20 Cr4.50——5.50V0.80——1.20 Mo1.00———1.50S0.008Max S+P0.02max通過計(jì)算碳當(dāng)量CE為1.88％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于？的0.6％，可焊性極差。
芯棒的工作環(huán)境噴涂石墨后的芯棒，預(yù)穿入內(nèi)表吹過硼砂、溫度約為1000～1200℃的毛管內(nèi)，經(jīng)過連軋機(jī)7個(gè)機(jī)架高低不同的軋制力軋制，軋制力最高可達(dá)700噸，軋制時(shí)間6～16秒，同時(shí)芯棒與毛管內(nèi)壁發(fā)生劇烈摩擦，最大芯棒限動(dòng)力是300噸，用過的芯棒外表溫度高達(dá)700℃左右，在冷卻站旋轉(zhuǎn)盤上用10個(gè)大氣壓的冷卻水進(jìn)行冷卻，溫度降至100±20℃，然后投入循環(huán)使用，生產(chǎn)節(jié)奏從27～51秒，每支芯棒被再次軋制的間隔時(shí)間是214～408秒，芯棒就是在這種高溫、反復(fù)高壓、驟冷驟熱、高頻次的狀態(tài)下工作的。
由于軋鋼過程中芯棒震動(dòng)或延長(zhǎng)桿扣頭疲勞裂紋造成芯棒延長(zhǎng)桿扣頭斷，芯棒進(jìn)入脫管機(jī)后無法拆卸下來，被迫割斷，造成六支Φ291孔型芯棒9——10米長(zhǎng)的廢芯棒無法使用，這些報(bào)廢的芯棒是很大的浪費(fèi)，為將報(bào)廢的芯棒重新利用，是急需解決的難題。

發(fā)明內(nèi)容
為解決斷廢芯棒無法使用的技術(shù)難題，本發(fā)明的目的是提供一種斷廢芯棒的焊接工藝，為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是提供一種斷廢芯棒的焊接工藝，包括以下步驟①加工螺紋及擰接首先將后段斷芯棒機(jī)加工出帶偏梯扣螺紋連接柱，在前段斷芯棒上加工出與帶偏梯扣螺紋連接柱相配合的螺紋孔，并留有退刀槽，在后段斷芯棒和前段斷芯棒之間對(duì)接處加工出U型的焊接坡口；用芯棒擰接機(jī)將后段斷芯棒和前段斷芯棒進(jìn)行動(dòng)力擰接，并使兩段斷芯棒根部間隙在8——10mm之間，以保證焊條能伸到斷芯棒的根部，制作芯棒毛坯；②焊前預(yù)熱及選擇焊條進(jìn)行焊接將擰接好的芯棒毛坯用天車吊到旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，進(jìn)行焊前預(yù)熱，將焊接坡口兩側(cè)300mm加熱到300~350℃的溫度，勻速加熱，以保證熱透性，防止加熱過快形成內(nèi)、外部溫度不均勻；選擇適合焊接該材質(zhì)的電焊條，施焊前對(duì)進(jìn)行電焊條烘干，防止出現(xiàn)焊口焊接缺陷的產(chǎn)生；③焊后熱處理焊后對(duì)芯棒毛坯進(jìn)行回火處理，回火溫度要大于350℃，小于或等于550℃，用來消除焊接應(yīng)力；④旋轉(zhuǎn)冷卻及修磨在旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上對(duì)芯棒毛坯進(jìn)行自行旋轉(zhuǎn)冷卻，防止芯棒毛坯彎曲變形；待芯棒毛坯冷卻后，用人工的方法修磨，用砂輪機(jī)將高于芯棒表面的焊肉修磨整理，并與芯棒本體平滑過渡，便于后邊工序的車床加工。
在上述步驟②焊前預(yù)熱及選擇焊條進(jìn)行焊接的步驟中，所選擇的電焊條為UTP68HH型號(hào)的電焊條，在焊接時(shí)一次焊完不間斷，以保持焊接層間的溫度。
在上述步驟③焊后熱處理中，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，用保溫材料包裹焊口進(jìn)行緩冷。
本發(fā)明的效果是采用該工藝將六支斷廢的芯棒共焊接成四支合格的芯棒毛坯，經(jīng)機(jī)床加工成兩支Φ217.9和兩支Φ230.1的成品芯棒。并且與進(jìn)口芯棒同時(shí)投入生產(chǎn)使用，其使用壽命均達(dá)到或超過同期一起使用的進(jìn)口芯棒的使用壽命。到下線后檢查焊口完好，沒有出現(xiàn)裂紋等缺陷，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。按2005年底芯棒毛坯進(jìn)口購(gòu)買價(jià)格(含稅)85元人民幣/Kg，四支芯棒共重20488公斤，可計(jì)算出經(jīng)濟(jì)效益為85×20488＝1741480元。


圖1為芯棒連接示意結(jié)構(gòu)圖；圖2為加工工藝流程圖。
圖中1、后段斷芯棒2、前段斷芯棒 3、偏梯扣螺紋4、退刀槽5、U型焊接坡口具體實(shí)施方式
結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的斷廢芯棒的焊接工藝加以說明。
經(jīng)焊接處理后的斷廢芯棒結(jié)構(gòu)是如圖1所示，為保證在生產(chǎn)中不再發(fā)生斷芯棒事故，以及減少焊接工作量，降低修復(fù)成本，保證芯棒的直度，首先將后段斷芯棒1機(jī)加工出帶偏梯扣螺紋連接柱3，在前段斷芯棒2上加工出與帶偏梯扣螺紋連接柱3相配合的螺紋孔，并留有退刀槽4，在后段斷芯棒1和前段斷芯棒2之間對(duì)接處加工出U型的焊接坡口5。U型坡口的好處是可以節(jié)省焊接材料，降低焊工勞動(dòng)強(qiáng)度。
再用芯棒擰接機(jī)將后段斷芯棒1和前段斷芯棒2進(jìn)行動(dòng)力擰接，并保證兩段根部間隙在8——10mm之間，以保證焊條能伸到斷芯棒的根部，達(dá)到焊接牢固的目的。
本發(fā)明的斷廢芯棒的焊接工藝過程如圖2所示，包括以下步驟①加工螺紋及擰接首先將后段斷芯棒1機(jī)加工出帶偏梯扣螺紋連接柱3，在前段斷芯棒2上加工出與帶偏梯扣螺紋連接柱3相配合的螺紋孔，并留有退刀槽4，在后段斷芯棒1和前段斷芯棒2之間對(duì)接處加工出U型的焊接坡口5。用芯棒擰接機(jī)將后段斷芯棒1和前段斷芯棒2進(jìn)行動(dòng)力擰接，并保證兩段根部間隙在8——10mm之間，以保證焊條能伸到斷芯棒的根部，制作芯棒毛坯。
②焊前預(yù)熱及選擇焊條進(jìn)行焊接將擰接好的長(zhǎng)度為15.3米的芯棒毛坯用天車吊到旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，進(jìn)行焊前預(yù)熱。將焊接坡口兩側(cè)300mm加熱到300~350℃，加熱速度不可過快，均勻加熱，以保證熱透性，防止加熱過快形成內(nèi)、外部溫度不均勻。
選擇適合焊接該材質(zhì)的電焊條，選擇的電焊條牌號(hào)為UTP68HH型號(hào)的電焊條。施焊前按說明書的要求進(jìn)行電焊條烘干，不可使用受潮的電焊條，防止出現(xiàn)焊口焊接缺陷的產(chǎn)生。
焊接開始后要一次焊完，盡量不間斷(可由二名焊工輪流焊接)以保證焊接層間的溫度。同時(shí)，保證焊接質(zhì)量不可以出現(xiàn)氣孔、夾渣、未熔合等焊接缺陷。最好盡可能選擇在環(huán)境溫度比較高的季節(jié)進(jìn)行焊接。
③焊后熱處理焊后對(duì)芯棒毛坯進(jìn)行回火處理，回火溫度要大于350℃，也不可高于550℃，用來消除焊接應(yīng)力。當(dāng)工作環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，應(yīng)用保溫材料包裹焊口進(jìn)行緩冷。
④旋轉(zhuǎn)冷卻及修磨在旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上對(duì)芯棒毛坯進(jìn)行自行旋轉(zhuǎn)冷卻，防止芯棒毛坯彎曲變形。待芯棒毛坯冷卻后，用人工的方法修磨。用砂輪機(jī)將高于芯棒表面的焊肉修磨整理，并與芯棒本體平滑過渡，便于后邊工序的車床加工。
權(quán)利要求
1.一種斷廢芯棒的焊接工藝，包括以下步驟①加工螺紋及擰接首先將后段斷芯棒(1)機(jī)加工出帶偏梯扣螺紋連接柱(3)，在前段斷芯棒(2)上加工出與帶偏梯扣螺紋連接柱(3)相配合的螺紋孔，并留有退刀槽(4)，在后段斷芯棒(1)和前段斷芯棒(2)之間對(duì)接處加工出(U)型的焊接坡口(5)；用芯棒擰接機(jī)將后段斷芯棒(1)和前段斷芯棒(2)進(jìn)行動(dòng)力擰接，并使兩段斷芯棒根部間隙在8-10mm之間，以保證焊條能伸到斷芯棒的根部，制作芯棒毛坯；②焊前預(yù)熱及選擇焊條進(jìn)行焊接將擰接好的芯棒毛坯用天車吊到旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上，進(jìn)行焊前預(yù)熱，將焊接坡口兩側(cè)300mm加熱到300~350℃的溫度，勻速加熱，以保證熱透性，防止加熱過快形成內(nèi)、外部溫度不均勻；選擇適合焊接該材質(zhì)的電焊條，施焊前對(duì)進(jìn)行電焊條烘干，防止出現(xiàn)焊口焊接缺陷的產(chǎn)生；③焊后熱處理焊后對(duì)芯棒毛坯進(jìn)行回火處理，回火溫度要大于350℃，小于或等于550℃，用來消除焊接應(yīng)力；④旋轉(zhuǎn)冷卻及修磨在旋轉(zhuǎn)臺(tái)架上對(duì)芯棒毛坯進(jìn)行自行旋轉(zhuǎn)冷卻，防止芯棒毛坯彎曲變形；待芯棒毛坯冷卻后，用人工的方法修磨，用砂輪機(jī)將高于芯棒表面的焊肉修磨整理，并與芯棒本體平滑過渡，便于后邊工序的車床加工。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征是在步驟②焊前預(yù)熱及選擇焊條進(jìn)行焊接的步驟中，所選擇的電焊條為UTP68HH型號(hào)的電焊條，在焊接時(shí)一次焊完不間斷，以保持焊接層間的溫度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接工藝，其特征是在步驟③焊后熱處理中，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，用保溫材料包裹焊口進(jìn)行緩冷。
全文摘要
本發(fā)明提供一種斷廢芯棒的焊接工藝，包括以下步驟①加工螺紋及擰接；②焊前預(yù)熱及選擇焊條進(jìn)行焊接；③焊后熱處理；④旋轉(zhuǎn)冷卻及修磨。在步驟②焊前預(yù)熱及選擇焊條進(jìn)行焊接的步驟中，焊接時(shí)一次焊完不間斷，以保持焊接層間的溫度。在步驟③焊后熱處理中，當(dāng)工作環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，用保溫材料包裹焊口進(jìn)行緩冷。本發(fā)明的效果是采用該工藝將斷廢芯棒焊接成合格的芯棒毛坯，經(jīng)機(jī)床加工成成品芯棒，其使用壽命均達(dá)到或超過同期一起使用的進(jìn)口芯棒的使用壽命。經(jīng)生產(chǎn)試驗(yàn)檢查焊口完好，沒有出現(xiàn)裂紋等缺陷，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。減少了芯棒毛坯進(jìn)口，節(jié)省了資金，提高了生產(chǎn)效益。
文檔編號(hào)B21B25/00GK101058139SQ200710057509
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月31日
發(fā)明者張金鋼, 郭會(huì)勇, 田志國(guó) 申請(qǐng)人:天津鋼管集團(tuán)股份有限公司