一种高强度钢丝的不预热焊接工艺的制作方法

1.本发明涉及钢结构焊接技术领域，具体为一种高强度钢丝的不预热焊接工艺。


背景技术：

2.综述随着电站、石油化工和原子能工业的飞速发展,对材料的要求也不断提高,要求设备能在高温、高压下长期稳定工作,因此各种耐热合金钢获得广泛应用。
3.一般10crm、910、12cr1mov、13crmo44等耐热合金钢都需要预热到200
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300℃下焊接,否则容易产生焊接冷裂纹,会导致设备损坏。焊接预热有利于降低焊缝和热影响区的硬度,加速氢的扩散和逸出, 可有效的防止焊接冷裂纹；但是焊接预热也有不足之处,增加焊工等工时间,消耗较多的能源,有害于焊工的健康，甚至不恰当的焊接预热会增加焊接应力,导致热应力裂纹，因此生产中迫切需要一种既能克服焊接预热的缺点,又能防止产生焊接冷裂纹的新工艺方法。1971年我厂制造首台30omw锅炉过程中,曾发现再热器异种钢焊接产品中有大量焊接冷裂纹，返修损失近百万元。通过这次事故的分析和处理受到很大启发,是否存在一种高强度钢丝的不预热焊接工艺,这是一个值得研究和探讨的新问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高强度钢丝的不预热焊接工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高强度钢丝的不预热焊接工艺，包括以下步骤：
6.步骤一：准备碱性焊条，并严格烘干，放在保温箱中，随用随取；
7.步骤二：第一道手工电弧焊；
8.步骤三：正面焊接2～3道，使得焊缝与坡口壁圆滑过渡；
9.步骤四：翻身，气刨清根，一段一段清理至无缺陷，然后不间断手工焊焊接4～6道；
10.步骤五：不间断窄间隙埋弧自动焊，焊接完毕；
11.步骤六：焊接完成后立即消氢处理；
12.步骤七：石棉布包裹，缓慢冷却。
13.优选的，所述步骤一中选用相匹配的焊条，氩弧焊条使用前去除表面的油、垢等。
14.优选的，所述步骤二中在焊接前开设双u形坡口，带微量直边，此时根部存在5
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8mm的圆角半径。
15.优选的，所述步骤四中坡口内除去锈、油、垢和氧化皮，露出金属光泽为止，为防止根部氧化，需要注意的是碳弧气刨过程中，压缩空气的主要作用是把碳棒电弧高温加热而熔化的金属吹掉，还可以对碳棒电极起冷却作用，这样可以相应地减少碳棒的烧损，但是，压缩空气的流量过大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于对所要切割的金属进行加工。
16.优选的，所述步骤四中低碳钢的碳弧气刨后，在刨槽表面产生一层硬化层，这是由
于高温金属被压缩空气急冷所形成的，不是渗碳的结果。所以对电弧气刨后的低碳钢进行焊接不会影响焊接质量，在使用大功率直流焊机时候，必须采用直流反接法，进行气刨操作，即碳棒接正极，地线接负极，并且在气刨过程中，要观察焊缝内部不能有气孔，夹渣等缺陷。
17.优选的，所述步骤五中埋弧焊时引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成。
18.优选的，所述步骤五种埋弧焊时在工件被焊处覆盖着一层30－ 50mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂熔化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝，随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。
19.优选的，所述步骤六中焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理，焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出。
20.优选的，所述步骤六中焊后消氢处理温度为加热到200～350℃，保温2
‑
6小时。
21.优选的，所述在焊接过程中，一旦发现层间焊道表面上有氧化色，采用角向砂轮打磨，以保证焊缝较低的含氧量。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
23.1、该高强度钢丝的不预热焊接工艺，采用双u形坡口，带微量直边，此时由于存在根部圆角半径，一般为5
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8mm，有利于结晶裂纹，因为焊缝成型系数得到很大的改善，其焊缝稀释率比v形坡口小，而且焊后残余力较小，可以有效地防止产生冷裂纹。
24.2、该高强度钢丝的不预热焊接工艺，采用双u形坡口、手工焊打底、焊后消氢等工艺措施，可以进行不预热焊接。
具体实施方式
25.下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
26.本发明提供一种技术方案：一种高强度钢丝的不预热焊接工艺，包括以下步骤：
27.步骤一：准备碱性焊条，并严格烘干，放在保温箱中，随用随取；
28.步骤二：第一道手工电弧焊；
29.步骤三：正面焊接2～3道，使得焊缝与坡口壁圆滑过渡；
30.步骤四：翻身，气刨清根，一段一段清理至无缺陷，然后不间断手工焊焊接4～6道；
31.步骤五：不间断窄间隙埋弧自动焊，焊接完毕；
32.步骤六：焊接完成后立即消氢处理；
33.步骤七：石棉布包裹，缓慢冷却。
34.进一步的，所述步骤一中选用相匹配的焊条，氩弧焊条使用前去除表面的油、垢等。
35.进一步的，所述步骤二中在焊接前开设双u形坡口，带微量直边，此时根部存在5
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8mm的圆角半径，采用双u形坡口，带微量直边，此时由于存在根部圆角半径，一般为5
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8mm，有利于结晶裂纹，因为焊缝成型系数得到很大的改善，其焊缝稀释率比v形坡口小，而且焊后残余力较小，可以有效地防止产生冷裂纹，用双u形坡口、手工焊打底、焊后消氢等工艺措施，可以进行不预热焊接，用双u形坡口、手工焊打底、焊后消氢等工艺措施，可以进行不预热焊接，采用双u形坡口，带微量直边，此时由于存在根部圆角半径，一般为5
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8mm，有利于结晶裂纹，因为焊缝成型系数得到很大的改善，其焊缝稀释率比 v形坡口小，而且焊后残余力较小，可以有效地防止产生冷裂纹。
36.进一步的，所述步骤四中坡口内除去锈、油、垢和氧化皮，露出金属光泽为止，为防止根部氧化，需要注意的是碳弧气刨过程中，压缩空气的主要作用是把碳棒电弧高温加热而熔化的金属吹掉，还可以对碳棒电极起冷却作用，这样可以相应地减少碳棒的烧损，但是，压缩空气的流量过大时，将会使被熔化的金属温度降低，而不利于对所要切割的金属进行加工。
37.进一步的，所述步骤四中低碳钢的碳弧气刨后，在刨槽表面产生一层硬化层，这是由于高温金属被压缩空气急冷所形成的，不是渗碳的结果。所以对电弧气刨后的低碳钢进行焊接不会影响焊接质量，在使用大功率直流焊机时候，必须采用直流反接法，进行气刨操作，即碳棒接正极，地线接负极，并且在气刨过程中，要观察焊缝内部不能有气孔，夹渣等缺陷。
38.进一步的，所述步骤五中埋弧焊时引燃电弧、送丝、电弧沿焊接方向移动及焊接收尾等过程完全由机械来完成。
39.进一步的，所述步骤五种埋弧焊时在工件被焊处覆盖着一层30 －50mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂熔化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝，随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。
40.进一步的，所述步骤六中焊后消氢处理，是指在焊接完成以后，焊缝尚未冷却至100℃以下时，进行的低温热处理，焊后消氢处理的主要作用是加快焊缝及热影响区中氢的逸出。
41.进一步的，所述步骤六中焊后消氢处理温度为加热到200～350℃，保温2
‑
6小时。
42.进一步的，所述在焊接过程中，一旦发现层间焊道表面上有氧化色，采用角向砂轮打磨，以保证焊缝较低的含氧量。。
43.工作原理：步骤一：准备碱性焊条，并严格烘干，放在保温箱中，随用随取，即选用相匹配的焊条，氩弧焊条使用前去除表面的油、垢等，步骤二：第一道手工电弧焊，在焊接前开设双u形坡口，带微量直边，此时根部存在5
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8mm的圆角半径，步骤三：正面焊接2～3道，使得焊缝与坡口壁圆滑过渡，步骤四：翻身，气刨清根，一段一段清理至无缺陷，然后不间断手工焊焊接4～6道，步骤五：不间断窄间隙埋弧自动焊，焊接完毕，步骤六：焊接完成后立即消氢处理，步骤七：石棉布包裹，缓慢冷却。
44.综上所述，该高强度钢丝的不预热焊接工艺，采用双u形坡口，带微量直边，此时由于存在根部圆角半径，一般为5
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8mm，有利于结晶裂纹，因为焊缝成型系数得到很大的改善，
其焊缝稀释率比v形坡口小，而且焊后残余力较小，可以有效地防止产生冷裂纹，采用双u 形坡口、手工焊打底、焊后消氢等工艺措施，可以进行不预热焊接。
45.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。