專利名稱：紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接工藝，特別是涉及一種對(duì)紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)進(jìn)行焊接，使其獲得優(yōu)質(zhì)焊縫，降低焊接成本的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其是通過對(duì)紫銅預(yù)熱，采用焊條電弧焊，選用鎳基焊條，并進(jìn)行合理的預(yù)熱、運(yùn)條、消氫、穩(wěn)定化處理等多項(xiàng)工藝。
背景技術(shù)：
在紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接過程中，由于兩者的化學(xué)成分、導(dǎo)熱系數(shù)、熔點(diǎn)以及各種機(jī)械性能都有著極大的差距，因此焊接難度與同類材質(zhì)焊接相比要大得多?，F(xiàn)有的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)焊接工藝有下述兩種
I、氧一乙炔焰釬焊紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)采用氧一乙炔焰釬焊進(jìn)行焊接時(shí)，選用黃銅做釬料，黃銅的熔點(diǎn)和紫銅的熔點(diǎn)(1083°C)相同，導(dǎo)熱系數(shù)(390W/M*K左右)比較接近，焊接時(shí)容易控制溶池溫度，焊接質(zhì)量也能得到保證。但是兩者與不銹鋼熔點(diǎn)(1398°C)、導(dǎo)熱系數(shù)(30W/Μ·Κ左右)差距極大，釬焊時(shí)又由于不銹鋼母材不能熔化，只需將溫度控制在黃銅釬料的熔點(diǎn)(1083°C )，因此在同一溫度下，紫銅可以滿足焊接要求，而不銹鋼一側(cè)很容易超出黃銅釬料的熔點(diǎn)，使其不能及時(shí)凝固而流失。為了保證質(zhì)量，要消耗大量的人力、時(shí)間，竭盡全力將兩者溫度控制在黃銅釬料的熔點(diǎn)(1083°C )，但是焊接成形極差，不銹鋼一側(cè)的釬焊接頭強(qiáng)度很低，只能應(yīng)用在一般或要求較低的結(jié)構(gòu)部件。而且如焊接Φ 57 X 4. 5_的一道焊口大約需要3小時(shí)左右，焊工40元/每小時(shí)，共計(jì)費(fèi)用120元，長期使用會(huì)大大增加不必要的投資，焊接質(zhì)量也很難保證。2、鎢極氬弧焊采用鎢極氬弧焊對(duì)紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)進(jìn)行焊接時(shí)，通過預(yù)熱可以克服兩者導(dǎo)熱性的差距對(duì)焊接的影響，但是設(shè)備復(fù)雜，一般的維修單位和個(gè)人很少有類似的設(shè)備，所以維修時(shí)不易實(shí)現(xiàn)。而且填充材料通常選用銀銅鋅焊絲，價(jià)格昂貴(約2000元/Kg)，如果焊接Φ 57 X 4. 5mm的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)接頭，大約需要O. 5Kg焊絲，共計(jì)1000元，還不包含氬氣費(fèi)用；再者對(duì)焊接環(huán)境要求很高，只有在室內(nèi)的環(huán)境中焊接，否則就會(huì)出現(xiàn)大量的氣孔等缺陷。為了確保焊接質(zhì)量，得到較高的抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度等，有效降低焊接成本和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于推廣使用，研究出一種紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的新型焊接工藝，對(duì)紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)進(jìn)行焊接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其可確保焊接質(zhì)量，得到較高的抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度等，有效降低焊接成本和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于推廣使用。
本發(fā)明的上述目的可采用下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)一種紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，所述焊接工藝包括下述步驟:A、在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件相對(duì)的一側(cè)加工坡口，清理坡口邊緣的雜物，將紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件放在同一平面進(jìn)行組對(duì)，并預(yù)留間隙；B、對(duì)紫銅構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行600-680°C的焊前預(yù)熱；C、按照點(diǎn)固順序在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間的幾個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)固；D、采用焊條電弧焊直流反接將紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接；E、焊后對(duì)焊接接頭進(jìn)行加熱到130-180°C，然后冷卻到室溫，進(jìn)行消氫處理，減少焊縫中氫的含量；F、待消氫處理后，對(duì)不銹鋼構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行840-890°C穩(wěn)定化處理快速冷卻，以減少碳化鉻的形成，提高焊縫的塑性和韌性。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，上述步驟B中，采用氧-乙炔中性焰對(duì)紫銅構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行焊前預(yù)熱。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，上述步驟C中，在紫銅構(gòu)件與不 銹鋼構(gòu)件之間，依次按照時(shí)鐘12點(diǎn)，9點(diǎn)，3點(diǎn)的三個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)固。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，上述步驟D中，在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間依次通過從時(shí)鐘6點(diǎn)至9點(diǎn)至12點(diǎn)的焊接方向，以及從時(shí)鐘6點(diǎn)至3點(diǎn)至12點(diǎn)的焊接方向進(jìn)行焊接的。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，上述步驟D中，所述焊條為Φ2. 5mm, Ni 112的焊條，所述焊條在焊接前，先進(jìn)行60分鐘120_180°C的烘干。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，上述步驟D中，所述焊條每I秒鐘左右擺動(dòng)一下，使紫鋼構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件兩邊坡口熔合良好。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間預(yù)留I. 6-2. Omm的間隙，在焊接時(shí)，采用75-83A的焊接電流進(jìn)行焊接。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，在上述步驟D還包括步驟焊接收弧時(shí)反復(fù)熄弧填滿弧坑后，緩慢抬起電弧，防止弧坑裂紋及其它缺陷的產(chǎn)生。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，在上述步驟D中，打磨修理每一個(gè)起弧、收弧接頭，以保證再接頭熔合良好；打底接頭和蓋面接頭錯(cuò)開設(shè)置，確保接頭強(qiáng)度；做好層間清理，防止層間缺陷。如上所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，在上述步驟F之后，還可以包括如下步驟G、對(duì)焊口進(jìn)行RT檢測內(nèi)部缺陷；H、通過氣渣聯(lián)合保護(hù)宏觀分析；1、通過金相組織分析，發(fā)現(xiàn)不銹鋼構(gòu)件一側(cè)仍然是奧氏體組織，與焊縫沒有太大區(qū)別，紫銅一側(cè)熱影響區(qū)是以銅為基體并與焊縫完全熔合、力學(xué)性能分析。本發(fā)明實(shí)施例的焊接工藝具有有益效果如下I、與氧一乙炔焰釬焊相比，本實(shí)施例的兩側(cè)母材與焊縫完全熔合在一起，試驗(yàn)結(jié)果證明機(jī)械性能比氧一乙炔焰釬焊接頭要高得多，完全滿足接頭的使用要求。本實(shí)施例焊接操作非常簡單，缺陷形成機(jī)率大大降低，對(duì)焊工的技術(shù)要求不是很高，只要是合格的焊工在I小時(shí)之內(nèi)就可以完成一道Φ57Χ4. 5mm的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接，且質(zhì)量得到有效保證。與氧一乙炔焰釬焊相比，本實(shí)施例的每一道焊口就要節(jié)約80元左右，長期使用所節(jié)約的成本是非?？捎^的。2、與鎢極氬弧焊相比，本實(shí)施例設(shè)備簡單，使用環(huán)境很廣，且不易產(chǎn)生缺陷，選擇焊工的范圍較大，操作簡單方便。本實(shí)施例焊材價(jià)格低廉，焊一道Φ57Χ4. 5mm焊口僅需要O. 5Kg價(jià)格為260元/Kg的Ni 112焊條，共計(jì)130元，可以節(jié)約費(fèi)用870元，長期使用所節(jié)約的成本也是非?？捎^的。3、焊后檢測情況經(jīng)過對(duì)紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的新型焊接工藝所焊的焊口進(jìn)行檢測，RT檢測內(nèi)部沒缺陷，II合格；對(duì)氣渣聯(lián)合保護(hù)宏觀分析沒有任何缺陷；通過金相組織分析發(fā)現(xiàn)不銹鋼一側(cè)仍然是奧氏體組織，紫銅一側(cè)是以銅為基體并于焊縫完全熔合。力學(xué)性能分析(I)拉伸試驗(yàn)平均抗拉強(qiáng)度228. OMPa，平均屈服強(qiáng)度108. IMPa0 (2)彎曲試驗(yàn)經(jīng)180的彎曲試驗(yàn)，面彎既沒裂紋也沒斷裂，背彎面彎也是如此。(3)硬度試驗(yàn)焊縫的硬度值介于兩母材之間，熔合區(qū)硬度值略低于母材。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I是本發(fā)明實(shí)施例的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝中的紫銅與不銹鋼組對(duì)的情況；圖2是本發(fā)明實(shí)施例的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝中時(shí)鐘標(biāo)注法。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。紫銅與不銹鋼相比導(dǎo)熱系數(shù)很大，紫銅約為390W/M · K，不銹鋼約為30W/M · K，兩者對(duì)接后在同一溫度下焊接時(shí)，如果選用工藝不合理，會(huì)使得紫銅難以熔合，以及很容易產(chǎn)生裂紋或其它缺陷，不銹鋼則很容易超溫形成過燒組織，產(chǎn)生燒穿或其它缺陷。如圖I所示，本發(fā)明實(shí)施例提出的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其包括下述步驟A、在紫銅構(gòu)件I與不銹鋼構(gòu)件2相對(duì)的一側(cè)加工坡口 3，清理坡口 3邊緣的雜物，將紫銅構(gòu)件I與不銹鋼構(gòu)件2放在同一平面P進(jìn)行組對(duì)，并預(yù)留間隙4。其中，坡口 3可為均勻規(guī)則，以使焊條與紫銅、不銹鋼更好地熔合在一起，坡口合理可以使紫銅和不銹鋼的機(jī)械性能通過焊縫進(jìn)行均衡；可采用機(jī)械方法清理坡口 3邊緣雜物，防止雜物污染熔池形成大量的焊接缺陷；將紫銅構(gòu)件I和不銹鋼構(gòu)件2放在同一平面，有坡口 3的一側(cè)相向而對(duì)，使內(nèi)外壁平齊，是提高整個(gè)接頭機(jī)械性能關(guān)鍵因素之一；紫銅構(gòu)件I和不銹鋼構(gòu)件2對(duì)接時(shí)可預(yù)留I. 6-2. Omm(例如I. 8mm)的間隙,使電弧深入根部，保證根部不產(chǎn)生未熔合、未焊透及其它缺陷。B、對(duì)紫銅構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行600_680°C (例如660°C )的焊前預(yù)熱。如圖I所示，本實(shí)施例可采用氧-乙炔中性焰對(duì)紫銅構(gòu)件I 一側(cè)的IOOmm以內(nèi)的預(yù)熱區(qū)5進(jìn)行焊前預(yù)熱，以增加紫銅構(gòu)件I 一側(cè)的散熱量，延長紫銅一側(cè)的散熱時(shí)間，均衡紫銅與不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)。當(dāng)然，也可采用電加熱對(duì)大規(guī)格的紫銅構(gòu)件I進(jìn)行預(yù)熱。C、按照點(diǎn)固順序D在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間的幾個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)固。如圖2所示，本實(shí)施例中可在紫銅構(gòu)件I與不銹鋼構(gòu)件2之間，依次按照時(shí)鐘12點(diǎn)，9點(diǎn)，3點(diǎn)的三個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)固；也就是說，本實(shí)施例先點(diǎn)固時(shí)鐘12點(diǎn)的位置，再點(diǎn)固時(shí)鐘9點(diǎn)的位置,最后點(diǎn)固時(shí)鐘3點(diǎn)的位置,每次點(diǎn)固長度可在例如13mm左右,可以有效的防止焊接變形，提高接頭的精確度。D、采用焊條電弧焊直流反接將紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接。本實(shí)施例采用焊條電弧焊，即可以確保焊接質(zhì)量，得到較高的抗拉強(qiáng)度、塑性、韌性和硬度等，有效降低焊接成本和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于使用；直流反接可以穩(wěn)定電弧，防止飛濺，提高成形系數(shù)；進(jìn)一步而言，所述焊條可為Φ2. 5_的鎳基(Nill2)焊條，所 述焊條在焊接前，先進(jìn)行60分鐘120-180°C (例如160°C)的烘干，如此將紫銅、不銹鋼兩種材質(zhì)順利的熔合在一起，減少氣孔及其它缺陷，均衡兩者的機(jī)械性能，獲得優(yōu)質(zhì)的焊接接頭，使接頭運(yùn)行得到保證。此外，如圖2所示，本實(shí)施例中，在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間以焊接順序及方向H進(jìn)行焊接，具體是依次通過從時(shí)鐘6點(diǎn)至9點(diǎn)至12點(diǎn)的焊接方向，以及從時(shí)鐘6點(diǎn)至3點(diǎn)至12點(diǎn)的焊接方向進(jìn)行焊接的；也就是說，本實(shí)施例是從時(shí)鐘6點(diǎn)的位置起弧，采用滅弧焊接焊向時(shí)鐘9點(diǎn)到12點(diǎn)的位置收弧，再從時(shí)鐘6點(diǎn)的位置接頭，滅弧焊接焊向時(shí)鐘3點(diǎn)到12點(diǎn)的位置接頭。E、焊后對(duì)焊接接頭進(jìn)行加熱到130-180°C，然后緩慢冷卻到室溫，進(jìn)行消氫處理，減少焊縫中氫的含量，防止裂紋產(chǎn)生。F、待消氫處理冷卻后，對(duì)不銹鋼構(gòu)件2 —側(cè)進(jìn)行840_890°C (例如890°C )穩(wěn)定化處理快速冷卻，也就是說，對(duì)不銹鋼構(gòu)件2 —側(cè)進(jìn)行840-890°C的加熱后再快速冷卻，以減少碳化鉻的形成，提高焊縫的塑性和韌性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間預(yù)留I. 6-2. Omm(例如I. 8mm)的間隙，在焊接時(shí)，采用Φ2. 5mm的焊條以75-83A(例如80A)的焊接電流進(jìn)行焊接，以保證熔深和熔寬，例如保證熔深I(lǐng). 5mm和熔寬兩側(cè)各O. 5mm，而且焊條跟部不易發(fā)紅，焊縫成形良好。上述步驟D中，所述焊條每I秒鐘左右擺動(dòng)一下，即焊條以小的擺動(dòng)幅度，使紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件兩邊坡口熔合良好，焊縫與母材過渡圓滑，成型美觀。打磨修理每一個(gè)起弧、收弧接頭，以保證再接頭熔合良好。打底接頭和蓋面接頭錯(cuò)開設(shè)置，例如打底接頭和蓋面接頭錯(cuò)開IOmm左右，提高接頭強(qiáng)度，使其更加接近正式焊縫。做好層間清理，如此可以有效防止層間產(chǎn)生夾渣、未熔合、氣孔等焊接缺陷。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在上述步驟D還包括步驟焊接收弧時(shí)反復(fù)熄弧填滿弧坑后，緩慢抬起電弧，防止弧坑裂紋及其它缺陷的產(chǎn)生。上述步驟D中，焊接過程嚴(yán)格控制溫度，延長紫銅構(gòu)件I 一側(cè)的散熱時(shí)間，即在焊接時(shí)在紫銅一側(cè)多停留一些時(shí)間，如此使得紫銅一側(cè)不低于預(yù)熱溫度660°C，不銹鋼一側(cè)減小430 860°C的停留時(shí)間，也起到不斷均衡紫銅與不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)的作用。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，在上述步驟F之后，還可以包括如下步驟
G、對(duì)焊口進(jìn)行RT檢測內(nèi)部缺陷，II合格。H、宏觀分析，由于是氣渣聯(lián)合保護(hù)，大大減少空氣的侵入，表面沒有氣孔及其它任何缺陷。I、通過金相組織分析，發(fā)現(xiàn)不銹鋼構(gòu)件一側(cè)仍然是奧氏體組織，與焊縫沒有太大區(qū)別，紫銅一側(cè)熱影響區(qū)是以銅為基體并與焊縫完全熔合。J、力學(xué)性能分析(I)拉伸試驗(yàn)平均抗拉強(qiáng)度228. OMPa,平均屈服強(qiáng)度108. IMPa,而紫銅的抗拉強(qiáng)度209. OMPa，屈服強(qiáng)度33. 3MPa，抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度都高于紫銅，完全滿足使用要求；(2)彎曲試驗(yàn)，經(jīng)180的彎曲試驗(yàn)，在同一側(cè)彎曲，面彎既沒裂紋也沒斷裂，背彎也是如此，證明焊接接頭具有良好的塑性和韌性。
(3)硬度試驗(yàn)，焊縫的硬度值介于兩母材之間，熔合區(qū)硬度值略低于母材，這一點(diǎn)完全符合焊接要求。下面以具體的實(shí)施例來分析比較本實(shí)施例的焊接工藝與相關(guān)的焊接工藝有空氣壓縮機(jī)安裝時(shí)共有十余道焊口是紫銅(T2)與不銹鋼(TP304)的異種材質(zhì)接頭，工作壓力為I. IMPa,工作溫度為26 30°C，介質(zhì)為壓縮空氣，為了確保焊接質(zhì)量，使其安全平穩(wěn)運(yùn)行，根據(jù)參考資料，結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，將管口加工出均勻的坡口，按要求清洗，制做臨時(shí)支撐作為對(duì)接平面，預(yù)留有I. 8mm左右的間隙，選用兩種焊接方法進(jìn)行焊接試驗(yàn)。一、以相關(guān)焊接工藝中的氧乙炔中性焰作為熱源，黃銅作為釬料，進(jìn)行焊接試驗(yàn)。I)點(diǎn)固順序(如圖2所示)，采用氧一乙炔中性焰為熱源，黃銅作為釬料，對(duì)時(shí)鐘12點(diǎn)-9點(diǎn)-3點(diǎn)這三個(gè)位置分別進(jìn)行的點(diǎn)固，焊嘴與管線軸線夾角為90°，與管口切線夾角為80°，加熱2分鐘時(shí)，對(duì)坡口兩側(cè)的母材進(jìn)行測溫，不銹鋼一側(cè)達(dá)到了 400°C左右，而紫銅一側(cè)僅有50°C左右，加熱10分鐘時(shí)再次測溫，紫銅一側(cè)有450°C左右，而不銹鋼一側(cè)卻超出黃銅釬料的熔點(diǎn)(1083°C )，在添加釬料時(shí)，紫銅一側(cè)溫度太低釬料不易滲入，而不銹鋼一側(cè)卻溫度過高，釬料來不及凝固而流失。2)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)焊接操作進(jìn)行調(diào)整，使焊嘴與不銹鋼管線軸線夾角為45°，火焰70%的熱量集中在紫銅一側(cè)，剩余30%的熱量(熱量損失忽略不計(jì))對(duì)不銹鋼進(jìn)行加熱。經(jīng)過嚴(yán)格控制兩者的溫度可以滿足黃銅釬料的焊接要求，但是該溫度點(diǎn)的控制難度極大，尤其正式焊接順序?yàn)闀r(shí)鐘6點(diǎn)-9點(diǎn)-12點(diǎn)和時(shí)鐘6點(diǎn)-3點(diǎn)-12點(diǎn)，焊接時(shí)間長，加熱范圍大，特別是時(shí)鐘6點(diǎn)左右的仰位焊接，受釬料重力的影響，工件的溫度不論高低都會(huì)流失。因此在操作過程中反復(fù)加熱冷卻對(duì)溫度進(jìn)行控制就會(huì)耗費(fèi)大量的時(shí)間。經(jīng)過3個(gè)小時(shí)連續(xù)作業(yè)才完成Φ57Χ4. 5mm的一道焊口接。3)質(zhì)量檢驗(yàn)外觀成形較差，RT檢測內(nèi)部存在著多種缺陷，嚴(yán)重不合格。二、采用本實(shí)施例的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝進(jìn)行焊接試驗(yàn)。I)采用氧一乙炔中性焰對(duì)紫銅一側(cè)進(jìn)行660°C的焊前預(yù)熱。2)采用焊條電弧焊直流反接；選用Φ2. 5mm的Nill2焊條進(jìn)行60分鐘160°C的烘干，減少氣孔，獲得優(yōu)質(zhì)的接頭；以工藝參數(shù)80A的焊接電流保證熔深I(lǐng). 5mm和熔寬兩側(cè)各O. 5mmο3)按照點(diǎn)固順序,如圖2所示,依次按照時(shí)鐘12點(diǎn)一9點(diǎn)一3點(diǎn)進(jìn)行三個(gè)位置的點(diǎn)固，點(diǎn)固長度在13mm，點(diǎn)固焊接過程中紫銅一側(cè)的溫度不低于預(yù)熱溫度660°C ;按照焊接順序及方向，時(shí)鐘6點(diǎn)一9點(diǎn)一12點(diǎn)、時(shí)鐘6點(diǎn)一3點(diǎn)一12點(diǎn)進(jìn)行焊接。4)焊條每I秒鐘左右擺動(dòng)一下，使兩邊坡口熔合良好，保證焊縫成形；規(guī)范的收弧填滿弧坑防止弧坑裂紋及其它缺陷的產(chǎn)生。5)對(duì)每一個(gè)接頭進(jìn)行打磨修理保證接頭熔合良好；焊接過程嚴(yán)格控制溫度，延長紫銅一側(cè)的散熱時(shí)間。6)打底接頭和蓋面接頭錯(cuò)開，將提高接頭強(qiáng)度更加接近正式焊縫，同時(shí)做好層間清理防止層間缺陷。7)焊后對(duì)焊縫跟蹤148°C消氫處理，減少焊縫中氫的含量；冷卻后對(duì)不銹鋼一側(cè)進(jìn)行890°C穩(wěn)定化處理快速冷卻，減少碳化鉻的形成，提高塑性韌性。
8)進(jìn)行RT檢測內(nèi)部缺陷，由于是氣渣聯(lián)合保護(hù)II合格；硬度試驗(yàn)，焊縫的硬度值介于兩母材之間，熔合區(qū)硬度值略低于母材。三、通過上述分析比較，可得知本實(shí)施例的焊接工藝的主要特點(diǎn)是I)操作方便，焊接順利。雖然本實(shí)施例的焊接順序與氧一乙炔焰釬焊基本相同，加熱范圍較大，但是本實(shí)施例在點(diǎn)固前對(duì)紫銅一側(cè)進(jìn)行預(yù)熱，焊接時(shí)兩側(cè)熱量需求基本一致，點(diǎn)固、焊接操作非常容易，尤其時(shí)鐘6點(diǎn)左右的仰位焊接，在焊接電弧吹力的作用下，鎳基焊材熔滴過渡均勻，與兩種母材完全熔合，而且焊接特別順利。僅用了 I個(gè)小時(shí)便可完成Φ57Χ4. 5mm 的一道焊口。2)焊接質(zhì)量好，主要是由于焊前預(yù)熱使其在焊接時(shí)兩側(cè)熱量的需求基本一致；采用焊條電弧焊，熱量集中兩側(cè)母材順利熔合；選用鎳基焊材，可使焊縫的化學(xué)成分和機(jī)械性能更加接近兩種母材；收弧時(shí)填滿弧坑，緩慢抬起電弧，防止弧坑裂紋及其它缺陷的產(chǎn)生；焊接過程嚴(yán)格控制溫度，防止過熱組織的產(chǎn)生；焊后跟蹤148°C消氫處理，減少焊縫中氫的含量，防止延遲裂紋的形成；冷卻后對(duì)不銹鋼一側(cè)進(jìn)行890°C穩(wěn)定化處理快速冷卻，減少碳化鉻的形成，提高塑性、韌性。通過對(duì)比，采用新型焊接工藝對(duì)紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)接頭進(jìn)行焊接，溫度非常容易控制，而且又是熔焊，填充材料于母材完全熔合在一起，它的機(jī)械性能都勝于氧乙炔焰釬焊接頭，使用效果甚佳，而且質(zhì)量得到保證，有效降低焊接成本和操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，便于推廣使用。以上所述僅為本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員依據(jù)申請(qǐng)文件公開的可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行各種改動(dòng)或變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，所述焊接工藝包括下述步驟 A、在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件相對(duì)的一側(cè)加工坡口，清理坡口邊緣的雜物，將紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件放在同一平面進(jìn)行組對(duì)，并預(yù)留間隙； B、對(duì)紫銅構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行600-680°C的焊前預(yù)熱； C、按照點(diǎn)固順序在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間的幾個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)固； D、采用焊條電弧焊直流反接將紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接； E、焊后對(duì)焊接接頭進(jìn)行加熱到130-180°C，然后冷卻到室溫，進(jìn)行消氫處理，減少焊縫中氫的含量； F、待消氫處理后，對(duì)不銹鋼構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行840-890°C穩(wěn)定化處理快速冷卻，以減少碳化鉻的形成，提高焊縫的塑性和韌性。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，上述步驟B中，采用氧-乙炔中性焰對(duì)紫銅構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行焊前預(yù)熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，上述步驟C中，在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間，依次按照時(shí)鐘12點(diǎn)，9點(diǎn)，3點(diǎn)的三個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)固。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，上述步驟D中，在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間依次通過從時(shí)鐘6點(diǎn)至9點(diǎn)至12點(diǎn)的焊接方向，以及從時(shí)鐘6點(diǎn)至3點(diǎn)至12點(diǎn)的焊接方向進(jìn)行焊接的。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，上述步驟D中，所述焊條為Φ2. 5mm、Nill2的焊條，所述焊條在焊接前，先進(jìn)行60分鐘120_180°C的烘干。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，上述步驟D中，所述焊條每I秒鐘左右擺動(dòng)一下，使紫鋼構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件兩邊坡口熔合良好。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間預(yù)留I. 6-2. Omm的間隙，在焊接時(shí)，采用75-83A的焊接電流進(jìn)行焊接。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，在上述步驟D還包括步驟焊接收弧時(shí)反復(fù)熄弧填滿弧坑后，緩慢抬起電弧，防止弧坑裂紋及其它缺陷的產(chǎn)生。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，在上述步驟D中，打磨修理每一個(gè)起弧、收弧接頭，以保證再接頭熔合良好；打底接頭和蓋面接頭錯(cuò)開設(shè)置，確保接頭強(qiáng)度；做好層間清理，防止層間缺陷。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，其特征在于，在上述步驟F之后，還可以包括如下步驟 G、對(duì)焊口進(jìn)行RT檢測內(nèi)部缺陷； H、通過氣渣聯(lián)合保護(hù)宏觀分析； I、通過金相組織分析，發(fā)現(xiàn)不銹鋼構(gòu)件一側(cè)仍然是奧氏體組織，與焊縫沒有太大區(qū)別，紫銅一側(cè)熱影響區(qū)是以銅為基體并與焊縫完全熔合； J、力學(xué)性能分析。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種紫銅與不銹鋼異種材質(zhì)的焊接工藝，包括步驟A、在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件相對(duì)的一側(cè)加工坡口，清理坡口邊緣的雜物，將紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件放在同一平面進(jìn)行組對(duì)，并預(yù)留間隙；B、對(duì)紫銅構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行600-680℃的焊前預(yù)熱；C、按照點(diǎn)固順序在紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件之間的幾個(gè)位置進(jìn)行點(diǎn)固；D、采用焊條電弧焊直流反接將紫銅構(gòu)件與不銹鋼構(gòu)件進(jìn)行焊接；E、焊后對(duì)焊接接頭進(jìn)行加熱到130-180℃，然后冷卻到室溫，進(jìn)行消氫處理，減少焊縫中氫的含量；F、待消氫處理冷卻后，對(duì)不銹鋼構(gòu)件一側(cè)進(jìn)行840-890℃穩(wěn)定化處理快速冷卻，以減少碳化鉻的形成，提高焊縫的塑性和韌性。
文檔編號(hào)B23K103/22GK102962543SQ20121043074
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月1日
發(fā)明者楊永磊, 魏軍, 李海強(qiáng), 李艷, 李強(qiáng), 胡德柏, 楊陽 申請(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司