一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種鑄鋼件缺陷的焊接方法，尤其是設(shè)及一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊 接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著國家工業(yè)的迅猛發(fā)展，一些重點行業(yè)對大型鑄鋼件的需求越來越大，要求的 單個鑄件重量越來越大，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來越高。大型鑄件的質(zhì)量在很大程度上取 決于液態(tài)金屬的質(zhì)量和鑄造工藝方案的設(shè)計。鑄件在鋼液凝固結(jié)束后，在冒口根部或者鑄 件的厚大斷面容易產(chǎn)生宏觀偏析、晶粒粗大等問題，統(tǒng)稱為材質(zhì)疏松缺陷。
[0003] 材質(zhì)疏松指在鑄造凝固過程中形成的晶粒較為粗大、伴生非金屬夾雜物的結(jié)構(gòu)， 常W縮松、條狀缺陷形式被檢測出來。然而由于運種缺欠屬于非宏觀性缺陷，通常通過外 觀、磁粉或滲透都無法檢測出來，在缺陷處理時不能完全被去除。
[0004] 運類問題在厚大斷面鑄件中尤為嚴(yán)重，鑄件缺陷處理時，需返修多次，導(dǎo)致返修合 格率偏低，增加生產(chǎn)成本，生產(chǎn)周期加長，延誤交貨。 陽〇化]目前還沒有克服上述缺陷的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種方法獨特、避免疏松類缺陷在焊 接過程中產(chǎn)生層狀撕裂，提高缺陷返修合格率，降低返修次數(shù)的一種鑄鋼件疏松類缺陷的 焊接方法。
[0007] 本發(fā)明通過如下方式實現(xiàn)：
[0008] 一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法，其特征在于：該方法為首先挖除缺陷，然后對 缺陷邊緣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后將缺陷置于水平位置或爬坡位置焊接，采用直徑為03. 2mm或 04. 0mm的小規(guī)格焊條，手工焊單道不擺動，采用連弧焊打底，并保證一道焊縫焊接不間斷， 盡可能的一次完成，每次焊接完成后8小時內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后消應(yīng)力，進(jìn)爐前要求爐溫 不得低于200°C，并將冷卻速度控制在每小時降低60°CW內(nèi)；
[0009] 所述挖除缺陷是將鑄件疏松缺陷部位氣創(chuàng)至肉眼不可見缺陷的狀態(tài)，然后將坡口 底部及兩側(cè)氣創(chuàng)處理去除10~20mm，挖除材質(zhì)疏松層，最后將缺陷內(nèi)部修磨圓滑過渡，避 免尖棱尖角等應(yīng)力集中點；
[0010] 所述預(yù)熱采用天然氣燃燒對缺陷邊緣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度高于焊接工藝溫度的 30~50°C，達(dá)到預(yù)熱溫度后保持預(yù)熱2小時W上，但不超過6小時，確保焊接區(qū)域與周邊區(qū) 域溫度均勻，保證焊接過程中缺陷周邊100mm范圍內(nèi)溫度差《40°C，停焊期間焊接區(qū)保持 最低預(yù)熱溫度。
[0011] 所述缺陷焊接時先將缺陷最底層焊平，然后采用手工電弧焊打底至少=層，每層 焊接完成后及時清渣，并對焊接過程中產(chǎn)生的大顆粒飛瓣物、凹凸焊接部位、死角及坡口兩 側(cè)進(jìn)行打磨，打底焊接時在確保良好融合性的情況下采用較小焊接電流；填充層焊接時可 使用氣體保護(hù)焊等其他焊接方法進(jìn)行分道焊接，焊接擺動寬度《30mm，且焊接過程始終確 保圓滑過渡，避免存在應(yīng)力集中導(dǎo)致開裂，采用風(fēng)伊鍵擊方式消除焊接應(yīng)力，要求除第一層 和最后一層外其余每層焊接完成后及時鍵擊；
[0012] 所述缺陷深度> 100mm時，分兩次焊接完成，缺陷深度> 150mm時分S次焊接完 成，每次焊接完成后均進(jìn)行修磨檢測，保證各階段焊接部分滿足無損檢測要求。
[0013] 本發(fā)明有如下效果：
[0014] 1)方法獨特：本發(fā)明提供的方法為首先挖除缺陷，然后對缺陷邊緣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù) 熱后將缺陷置于水平位置或爬坡位置焊接，采用直徑為0 3. 2mm或0 4. 0mm的小規(guī)格焊條， 手工焊單道不擺動，采用連弧焊打底，并保證一道焊縫焊接不間斷，盡可能的一次完成，每 次焊接完成后8小時內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后消應(yīng)力，進(jìn)爐前要求爐溫不得低于20(TC，并將冷 卻速度控制在每小時降低60°CW內(nèi)。
[0015] 2)避免疏松類缺陷在焊接過程中產(chǎn)生層狀撕裂：本發(fā)明采用擴(kuò)大邊界方式最大 限度去除材質(zhì)疏松帶，降低因母材原因引起的二次開裂。通過提高預(yù)熱溫度、減少焊接接 頭，增加連接范圍的緩沖、增加過程檢測次數(shù)和及時進(jìn)行焊后消應(yīng)力等措施W降低母材撕 裂傾向，極大降低了焊接應(yīng)力的累計峰值，降低開裂量40% W上。采用多層多道焊，限制焊 道寬度，減小焊接造成的缺陷。采用分次焊接+焊后消應(yīng)力方式及時消除焊接應(yīng)力，減少開 裂情況；
[0016] 3)提高缺陷返修合格率，降低返修次數(shù)：使用本發(fā)明的焊接工藝，一次焊接合格 率可達(dá)95% W上，整體焊接合格率提高30% W上。鑄件焊接次數(shù)較W前減少2~3次，生 產(chǎn)周期縮短至少1周。
【附圖說明】
[0017] 圖1多層多道焊焊接順序示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接工藝，包括從缺陷挖除到預(yù)熱焊接及消應(yīng)力的全流 程工藝，包括如下步驟：
[0019] 1)缺陷挖除
[0020] 將鑄件疏松缺陷部位氣創(chuàng)至肉眼不可見缺陷的狀態(tài)，然后將坡口底部及兩側(cè)氣創(chuàng) 處理去除10~20mm，挖除材質(zhì)疏松層。最后將缺陷內(nèi)部修磨圓滑過渡，避免尖棱尖角等應(yīng) 力集中點。
[0021] 2)預(yù)熱焊接
[0022] ①提高預(yù)熱溫度
[0023] 采用天然氣燃燒對缺陷邊緣進(jìn)行預(yù)熱，要求預(yù)熱溫度高于焊接工藝溫度的30~ 50°C。達(dá)到預(yù)熱溫度后保持預(yù)熱2小時W上，6小時W下，確保焊接區(qū)域與周邊區(qū)域溫度均 勻。保證焊接過程中缺陷周邊100mm范圍內(nèi)溫度差《40°C，停焊期間焊接區(qū)保持最低預(yù)熱 溫度。
[0024] ②減少焊接接頭，增加連接范圍的緩沖W降低母材撕裂傾向 陽0巧]將缺陷置于水平位置或爬坡位置焊接，采用直徑為0 3. 2mm或0 4. 0mm的小規(guī)格 焊條，手工焊單道不擺動，采用連弧焊打底，并保證一道焊縫焊接不間斷，盡可能的一次完 成。
[0026] 缺陷焊接時先將缺陷最底層焊平，然后采用手工電弧焊打底至少=層，每層焊接 完成后及時清渣，并對焊接過程中產(chǎn)生的大顆粒飛瓣物、凹凸焊接部位、死角及坡口兩側(cè)進(jìn) 行打磨。打底焊接時在確保良好融合性的情況下采用較小焊接電流，焊接電流參數(shù)對照表 1〇
[0027] 填充層焊接時可使用氣體保護(hù)焊等其他焊接方法進(jìn)行分道焊接，焊接擺動寬度 《30mm，且焊接過程始終確保圓滑過渡，見圖1所示，避免存在應(yīng)力集中導(dǎo)致開裂。
[0028] 采用風(fēng)伊鍵擊方式消除焊接應(yīng)力，要求除第一層和最后一層外其余每層焊接完成 后及時鍵擊。
[0029] 表1焊接電流參數(shù)對照表
[0030]
[0031] ③增加過程檢測次數(shù)
[0032] 缺陷深度> 100mm時，分兩次焊接完成，缺陷深度> 150mm時分=次焊接完成，每 次焊接完成后均進(jìn)行修磨檢測，保證各階段焊接部分滿足無損檢測要求。
[0033] 3)焊后熱處理要求
[0034] 每次焊接完成后8小時內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后消應(yīng)力，進(jìn)爐前要求爐溫不得低于 200°C，并將冷卻速度控制在每小時降低60°CW內(nèi)。
[0035] 圖1中1為打底層；2為填充層；3為分次焊接界線；4為蓋面層。
【主權(quán)項】
1. 一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法，其特征在于：該方法為首先挖除缺陷，然后對 缺陷邊緣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后將缺陷置于水平位置或爬坡位置焊接，采用直徑為(63. 2mm或 (64. Omm的小規(guī)格焊條，手工焊單道不擺動，采用連弧焊打底，并保證一道焊縫焊接不間斷， 盡可能的一次完成，每次焊接完成后8小時內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后消應(yīng)力，進(jìn)爐前要求爐溫 不得低于200°C，并將冷卻速度控制在每小時降低60°C以內(nèi)。2. 如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法，其特征在于：所述挖除缺 陷是將鑄件疏松缺陷部位氣刨至肉眼不可見缺陷的狀態(tài)，然后將坡口底部及兩側(cè)氣刨處理 去除10~20mm，挖除材質(zhì)疏松層，最后將缺陷內(nèi)部修磨圓滑過渡，避免尖棱尖角等應(yīng)力集 中點。3. 如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法，其特征在于：所述預(yù)熱采 用天然氣燃燒對缺陷邊緣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度高于焊接工藝溫度的30~50°C，達(dá)到預(yù)熱溫 度后保持預(yù)熱2小時以上，但不超過6小時，確保焊接區(qū)域與周邊區(qū)域溫度均勻，保證焊接 過程中缺陷周邊IOOmm范圍內(nèi)溫度差< 40°C，停焊期間焊接區(qū)保持最低預(yù)熱溫度。4. 如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法，其特征在于：所述缺陷焊 接時先將缺陷最底層焊平，然后采用手工電弧焊打底至少三層，每層焊接完成后及時清渣， 并對焊接過程中產(chǎn)生的大顆粒飛濺物、凹凸焊接部位、死角及坡口兩側(cè)進(jìn)行打磨，打底焊接 時在確保良好融合性的情況下采用較小焊接電流；填充層焊接時可使用氣體保護(hù)焊等其他 焊接方法進(jìn)行分道焊接，焊接擺動寬度< 30mm，且焊接過程始終確保圓滑過渡，避免存在應(yīng) 力集中導(dǎo)致開裂，采用風(fēng)鏟錘擊方式消除焊接應(yīng)力，要求除第一層和最后一層外其余每層 焊接完成后及時纏擊。5. 如權(quán)利要求1所述的一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法，其特征在于：所述缺陷深 度> IOOmm時，分兩次焊接完成，缺陷深度多150mm時分二次焊接完成，每次焊接完成后均 進(jìn)行修磨檢測，保證各階段焊接部分滿足無損檢測要求。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鑄鋼件缺陷的焊接方法，尤其是涉及一種鑄鋼件疏松類缺陷的焊接方法，其特征在于：該方法為首先挖除缺陷，然后對缺陷邊緣進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱后將缺陷置于水平位置或爬坡位置焊接，采用直徑為Φ3.2mm或Φ4.0mm的小規(guī)格焊條，手工焊單道不擺動，采用連弧焊打底，并保證一道焊縫焊接不間斷，盡可能的一次完成，每次焊接完成后8小時內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后消應(yīng)力，進(jìn)爐前要求爐溫不得低于200℃，并將冷卻速度控制在每小時降低60℃以內(nèi)；本發(fā)明方法獨特、避免疏松類缺陷在焊接過程中產(chǎn)生層狀撕裂，提高缺陷返修合格率，降低返修次數(shù)。
【IPC分類】B23K9/32, B23K9/16, B23K9/23
【公開號】CN105014200
【申請?zhí)枴緾N201510464221
【發(fā)明人】陳得潤, 曹鵬, 雷永紅
【申請人】共享鑄鋼有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月31日