專利名稱：通過消除和減小熱影響區(qū)延長合金鋼焊接接頭壽命的方法
背景技術(shù)：
發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明一般地涉及焊接。更具體地，本發(fā)明指一種用隔離層堆焊(buttering)和熱處理技術(shù)將金屬構(gòu)件焊接到一起的方法以避免焊后熱處理并且消除或減小熱影響區(qū)。
相關(guān)技術(shù)描述焊接中有兩個方面增加焊接成本并導(dǎo)致焊后元件的失效熱影響區(qū)(HAZ)的存在和用來針對熱影響區(qū)導(dǎo)致的問題的焊后熱處理(PWHT)。如本領(lǐng)域公知的，來自焊接的熱在鄰近焊縫的金屬中形成熱影響區(qū)。這一熱影響區(qū)的形成具有不利的冶金學(xué)效應(yīng)，如缺口效應(yīng)或晶粒長大，使熱影響區(qū)的金屬弱化。而新合金，例如含2-12重量％鉻的合金，已經(jīng)被研制出來，以便為高溫度壓力的應(yīng)用提供比以前使用的合金和鋼更高的強度。限制用這類材料制成的元件的使用壽命的失效易于發(fā)生在熱影響區(qū)內(nèi)的鄰近焊縫處。此外，研制強化焊縫且降低熱影響區(qū)效應(yīng)的填充材料的嘗試還不令人滿意。
另一用于改善熱影響區(qū)冶金學(xué)性能的方法是焊后熱處理。美國機械工程師協(xié)會(American Society of Mechanical Engineers，ASME)鍋爐和壓力容器規(guī)范(Boiler and Pressure Vessel Code)要求低合金鋼管道和壓力容器的焊接應(yīng)用要經(jīng)過焊后熱處理，以在焊接熱影響區(qū)達到韌性、拉伸和硬度的性能。然而，焊后熱處理一般是昂貴的工藝，需要很長的時間去實施。一般地，焊后熱處理需要將焊接后的金屬件加熱到稍稍低于該材料的第一轉(zhuǎn)變溫度的溫度。美國機械工程師協(xié)會規(guī)定的一種含2％鉻的高溫材料的焊后熱處理要求該材料每英寸厚度的材料在1350保溫一小時。材料的溫度可被升溫到保溫溫度和冷卻回室溫的變溫速率必須被精確控制，且需要數(shù)小時才能完成。用這種材料制成的2″厚管的一般焊后熱處理操作包括準備、將材料升溫的時間、保溫時間和冷卻時間，其可需要24小時。多次焊接的元件可能需要幾個焊后熱處理操作。
元件的制造者一般在一個允許幾個焊接接頭同時被回火的大爐子中實施這種焊后熱處理。爐子的物理尺寸明顯地限制可被回火的元件的尺寸。因此，某些焊后熱處理過程必須在野外或現(xiàn)場進行。在這些情形中，部件被焊接在一起并隨后被運輸?shù)胶负鬅崽幚肀粚嵤┑膱龅?。這樣的大元件的焊后熱處理一般利用電阻衰減器或感應(yīng)熱處理設(shè)備實施。同樣地，能夠同時得到焊后熱處理的焊接接頭的數(shù)目受到功率和焊后熱處理設(shè)備的利用率的限制。在大的施工工作中，焊后熱處理的時間安排也變成了一項重要的工作。
此外，僅僅將元件從制造車間移動到爐子、儲存地、其它制造區(qū)域或工作場地就會導(dǎo)致在焊縫和熱影響區(qū)的失效。在工作場地裝配元件對實現(xiàn)可接受的焊后熱處理產(chǎn)生了額外的挑戰(zhàn)。在元件周圍的空氣流，包括例如來自風(fēng)和煙囪效應(yīng)的外部流和內(nèi)部流，可導(dǎo)致材料在焊后熱處理中未達到形成所需要性能的足夠的溫度。在焊后熱處理操作過程中還需要對元件的支持特別小心，因為焊后熱處理操作的高溫大幅度地降低材料的強度。
即使進行了焊后熱處理，在焊縫附近或在熱影響區(qū)仍會發(fā)生失效。因此，需要一種降低熱影響區(qū)效應(yīng)并消除對焊后熱處理的需要的改進的焊接方法。
發(fā)明概述本發(fā)明提供一種將兩金屬構(gòu)件焊接在一起的方法，包括用第一鎳基填充金屬堆焊第一金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第一堆焊表面，其厚度足以將第一金屬構(gòu)件中的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；在堆焊第一金屬構(gòu)件表面之后至少對第一金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第一堆焊表面；用具有與第一鎳基填充金屬相同組成的第二鎳基填充金屬堆焊第二金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第二堆焊表面，且其厚度足以將第二金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；在堆焊第二金屬構(gòu)件表面之后至少對第二金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第二堆焊表面；并且用具有與第一和第二鎳基填充金屬相同組成的第三鎳基填充金屬焊接熱處理的第一堆焊表面和熱處理的第二堆焊表面。
本發(fā)明的方法可用于焊接相似的和不相似的金屬。優(yōu)選地，本發(fā)明的方法被用于將馬氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼或另一種馬氏體不銹鋼焊接。
本發(fā)明的方法允許將亞元件部件在車間或工作現(xiàn)場焊接在一起而不需要焊后熱處理。這提供了對設(shè)備的更好的利用和對人力規(guī)劃的改善，同時縮短了野外裝配所需要的時間。此處描述的本發(fā)明的方法可被用來充分地降低連接低合金管道和/或壓力容器材料所需的成本和時間，并可用于多種的不同焊接過程。
本發(fā)明的這些和其它特征和優(yōu)點將在隨后的描述中體現(xiàn)，從中結(jié)合附圖詳細地給出了優(yōu)選實施方案。
附圖簡述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的工藝流程圖；和圖2A-2C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的兩金屬構(gòu)件的焊接。
發(fā)明詳述本發(fā)明提供一種減小或消除焊接過程中熱影響區(qū)形成導(dǎo)致的效應(yīng)并消除對焊后熱處理的需要的改進的焊接方法。一般地，本發(fā)明提供一種方法，該方法使用堆焊技術(shù)用鎳基填充材料制備待焊接的第一金屬構(gòu)件，隨后進行或者為對熱影響區(qū)回火或者為通過正火(normalization)消除熱影響區(qū)的焊后熱處理。第二金屬構(gòu)件也用類似的或相同的方式制備。隨后或者在車間里或者在野外將這兩個構(gòu)件焊接在一起，而不需要焊后熱處理。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的工藝流程圖。工藝100是將兩金屬構(gòu)件焊接到一起的方法。應(yīng)該意識到待焊接到一起的金屬構(gòu)件可以是相似的或不相似的金屬。例如，含有低于12重量％鉻的低合金鐵素體鋼可被連接在一起。含有低于12重量％鉻的低合金鋼，例如鐵素體鋼，也可被與含有12重量％或更多的鉻的不銹鋼例如奧氏體不銹鋼連接在一起。在一個優(yōu)選實施方案中，本發(fā)明被用于將馬氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼或另一種馬氏體不銹鋼連接在一起。另一優(yōu)選實施方案包括將9Cr合金與另一9Cr合金、其它鐵素體合金或奧氏體合金連接在一起，這里9Cr合金可能包括，例如，直的9Cr，P91，P92等等。
應(yīng)該意識到，術(shù)語“低合金”鋼的使用是指與碳鋼類似的鋼，這類鋼含有低于大約1.65％錳，0.60％硅或0.60％銅。除非例如鉻、鉬、鈷、鈮、鈦這些元素被加入以提高其硬化程度和強度。低合金鋼的例子包括 (T11或P11)， (T22或P22)和多種其它ASTM-型合金鋼如鐵素體和馬氏體鋼。術(shù)語“鐵素體”的使用是指在室溫顯示鐵素體的主導(dǎo)顯微結(jié)構(gòu)并且不能用熱處理硬化的鋼。術(shù)語“不銹”的使用是指含有至少10重量％鋁并且包括例如奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、馬氏體不銹鋼和析出硬化不銹鋼的含鐵合金。術(shù)語“奧氏體”不銹鋼的使用是指用鎳或錳和氮合金化提供室溫下的奧氏體結(jié)構(gòu)的不銹鋼，例如300-系列不銹鋼，包括例如304、316、321和347。術(shù)語“馬氏體”不銹鋼的使用是指加入了碳在室溫下顯示馬氏體主導(dǎo)顯微結(jié)構(gòu)并可通過熱處理硬化的不銹鋼，例如400-系列不銹鋼，包括例如410、420和440。鐵素體不銹鋼，例如430或446鋼，含有至少10重量％鉻并在室溫具有鐵素體和碳化物的顯微結(jié)構(gòu)。一般地，這些合金不通過熱處理硬化。
在第一步驟102，待焊接在一起的各金屬構(gòu)件被準備用于焊接。應(yīng)該意識到，“金屬構(gòu)件”是指待焊接的任何金屬構(gòu)件。例如，金屬構(gòu)件可以是準備焊接到另一亞元部件(sub-component part)上以形成所需的設(shè)備的最終元件或構(gòu)件的一個亞元部件。因此，術(shù)語“金屬構(gòu)件”的使用是意圖一般地覆蓋所有類型和形狀的待焊接金屬。在本步驟102中所作的準備可能包括在金屬構(gòu)件上進行的將其準備用于焊接的多種工藝步驟或程序。例如，金屬構(gòu)件，或金屬構(gòu)件的特定表面，可能通過運用車床被加工成特定的形狀。金屬構(gòu)件的表面還可能被磨削，該磨削一般在電弧刨削后進行，或進行空氣弧(air-arcing)處理，以除去金屬。放電切削也可能被用來精確加工，但該技術(shù)一般較慢。
在下一步驟104，每一隨后將要與另一金屬構(gòu)件焊接的金屬構(gòu)件的每一表面被用鎳基填充料堆焊。特別地，鎳基填充料被焊接到隨后將被焊接到一起的每一金屬構(gòu)件的特定表面上。將這一鎳基填充料應(yīng)用于每一金屬構(gòu)件的表面可被稱為“堆焊層”。優(yōu)選地，鎳基填充料含有至少10重量％或更多的鎳，并且更優(yōu)選地含有約40-70重量％的鎳，并且還更優(yōu)選地40-60重量％的鎳。另外，該填充料可以是本領(lǐng)域已知的任何材料，該材料將部分地依賴于被焊接在一起的金屬構(gòu)件的組成。能夠用于本發(fā)明的堆焊和不相似金屬焊接的一些優(yōu)選的填充材料的例子包括INCONEL焊接電焊條(Welding Electrode)182，INCONEL填充材料82和INCO-WELD A電焊條。應(yīng)該意識到，優(yōu)選地鎳基填充料的組成與兩金屬構(gòu)件或每一構(gòu)件上的堆焊層的相同。
用于實施或焊接這一堆焊層的實際情形或技術(shù)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟知的。特別地，現(xiàn)有的任何焊接步驟和技術(shù)可以被用來施加該堆焊層。然而，該堆焊層被實施的厚度應(yīng)該足以將堆焊過程中形成的熱影響區(qū)與隨后的焊接過程中產(chǎn)生的熱量隔離。也就是說，堆焊層應(yīng)該足夠厚，使熱影響區(qū)不被隨后的焊接操作即將兩個金屬構(gòu)件焊接到一起的過程影響。
此外，在步驟104中，施加堆焊層以后，每一金屬構(gòu)件可以在將兩金屬構(gòu)件間最終焊接的準備中再次被機械加工成合適的焊接幾何形狀。因此，如果這種加工被實施，堆焊層的厚度應(yīng)該足以允許這種加工導(dǎo)致的其厚度減小。堆焊層的厚度可能根據(jù)焊接過程的類型、填充料的組成和所用的合金組成而不同。
在下一步驟106中，每一金屬構(gòu)件被熱處理。實施的特定熱處理應(yīng)該足以至少對每一金屬構(gòu)件中的熱影響區(qū)進行熱處理。也就是說，每一金屬構(gòu)件應(yīng)該經(jīng)受加熱，以使任一構(gòu)件的至少熱影響區(qū)被加熱到所需的溫度，以達到所需的效應(yīng)。在一個實施方案中，這一熱處理包括將每一金屬構(gòu)件或至少其HAZ加熱到足以正火HAZ的溫度，例如，在一個實施方案中，該熱處理包括將各金屬構(gòu)件加熱到AC3轉(zhuǎn)變溫度以上，根據(jù)合金和相應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)該加熱不同。對熱影響區(qū)的正火導(dǎo)致熱影響區(qū)恢復(fù)到其原始的或原來的基本冶金學(xué)狀態(tài)。優(yōu)選地，這種熱處理在爐中實施，以獲得比其它加熱方法或設(shè)備更好的控制。
應(yīng)該注意到，這種正火熱處理可被用于金屬構(gòu)件都是具有大約2-12重量％鉻含量的低合金金屬的情形。這種正火熱處理可被用于金屬構(gòu)件的每一個都包含低合金鐵素體鋼構(gòu)件的情形。這種正火熱處理可被用于金屬構(gòu)件的一種包含低合金金屬構(gòu)件而另一種金屬構(gòu)件包含不銹鋼構(gòu)件的情形。這種正火熱處理可被用于金屬構(gòu)件的一種包含低合金鐵素體鋼構(gòu)件而另一種金屬構(gòu)件包含奧氏體不銹鋼構(gòu)件的情形。這種正火熱處理還可被用于金屬構(gòu)件的一種包含馬氏體不銹鋼構(gòu)件而另一種金屬構(gòu)件包含低合金鐵素體鋼、奧氏體不銹鋼或馬氏體不銹鋼的任意一種的情形。
在另一實施方案中，該熱處理包含將每一金屬構(gòu)件加熱到足以將熱影響區(qū)回火獲得足夠的熱影響區(qū)韌性、拉伸和硬度性能的溫度。例如，在一個實施方案中，該熱處理包括將每一金屬構(gòu)件加熱到AC1轉(zhuǎn)變溫度以上，該溫度根據(jù)合金和它的相應(yīng)化學(xué)性質(zhì)而不同，但低于AC3溫度。
應(yīng)該注意到，該回火熱處理可被用于金屬構(gòu)件的一種包含低合金金屬構(gòu)件而另一種金屬構(gòu)件包含不銹鋼構(gòu)件的情形。該回火熱處理可被用于金屬構(gòu)件的一種包含低合金鐵素體鋼構(gòu)件的情形。例如，該回火熱處理可被用于金屬構(gòu)件的一種包含馬氏體不銹鋼構(gòu)件而另一種金屬構(gòu)件包含低合金鐵素體鋼的情形。應(yīng)該注意到，在一些場合對一個金屬構(gòu)件使用正火熱處理而對另一個金屬構(gòu)件使用回火熱處理是有益的。
應(yīng)該注意到，在金屬構(gòu)件被焊接在一起之前對每一金屬構(gòu)件進行熱處理的優(yōu)勢避免了對焊后熱處理的需要。所以，在金屬構(gòu)件包含特別大元件的亞元件的情形，對單個的亞元件進行熱處理可能比不得不對設(shè)備的整個完成的元件或構(gòu)件使用焊后熱處理容易。同樣地，昂貴的野外焊后熱處理可以被避免。進而，應(yīng)該注意到，這種熱處理可在車間或野外實施。
此外，在步驟106對每一金屬構(gòu)件熱處理之后，每一金屬構(gòu)件可能在在兩金屬構(gòu)件間準備最終焊接時再次被機械加工成合適的焊接幾何形狀。因此，如果這種加工被實施，堆焊層的厚度應(yīng)該足以允許這種加工導(dǎo)致的其厚度的減小。堆焊層的厚度可能根據(jù)焊接過程的類型、填充料的組成和所用的合金組成而不同。
在下一步驟108，每一熱處理的堆焊金屬構(gòu)件被用鎳基填充料焊接在一起。如上面討論的，鎳基填充料包含至少10重量％或更多的鎳，并且更優(yōu)選地包含大約40-70重量％鎳，并且甚至更優(yōu)選地包含40-60重量％鎳。此外，填充料可以是本領(lǐng)域已知的任何材料，該材料將部分地依賴于被焊接在一起的金屬構(gòu)件的組成。能夠用于本發(fā)明的堆焊和不相似金屬焊接的一些優(yōu)選的填充材料的例子包括INCONEL焊接電焊條182，INCONEL填充材料82和INCO-WELD A電焊條。優(yōu)選地，用于將兩金屬構(gòu)件焊接在一起的鎳基填充料與用于產(chǎn)生堆焊層的鎳基填充料相同。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會注意本領(lǐng)域任何已知的方法和技術(shù)都可被用來將兩金屬構(gòu)件焊接到一起。類似地，本領(lǐng)域已知的任何設(shè)備也可被應(yīng)用。應(yīng)該注意到，這一焊接操作將不需要隨后的焊后熱處理，因為在每一金屬構(gòu)件的各自的熱影響區(qū)已經(jīng)得到了足夠的性能。進而，鎳基填充料為這一焊接提供了足夠的冶金學(xué)性能。因此，這兩個焊后的金屬構(gòu)件可被用于服役而不會不得不使用焊后熱處理。
圖2A-2C示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的兩金屬構(gòu)件的焊接。圖2A示出了待焊接的兩金屬構(gòu)件202、204。聯(lián)系圖1如以上描述的，每一金屬構(gòu)件可根據(jù)本領(lǐng)域已知的準備方法如機械加工被準備。圖2B示出了對每一金屬構(gòu)件應(yīng)用堆焊層206、208。在這一特別場合，堆焊層206、208被應(yīng)用于每一金屬構(gòu)件202、204的端部表面。聯(lián)系圖1如以上所描述的，具有堆焊層206、208的這些金屬構(gòu)件202、204的每一個將隨后或者通過正火熱處理或者通過回火熱處理被熱處理。此外，每一金屬構(gòu)件可以通過機械加工被進一步處理以獲得所需要的表面形狀。圖2C示出了最終焊接步驟的結(jié)果，其中填充料210用于焊接堆焊層206、208，并且從而將兩金屬構(gòu)件202、204焊接在一起。還有聯(lián)系圖1如前面所描述的，最終焊接后的元件可被用于服役而不需要焊后熱處理。
本發(fā)明的不同實施方案已被描述。這些描述意圖作為本發(fā)明的例證。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見，這里對發(fā)明的描述可以被更改而不偏離以下提出的權(quán)利要求的范圍。例如，應(yīng)該理解本發(fā)明可被用于相似或不相似的金屬構(gòu)件的焊接。而且，應(yīng)該理解雖然本發(fā)明被一般地描述作用于兩金屬構(gòu)件的焊接，但本發(fā)明可被用于將金屬焊接在一起的任何應(yīng)用。例如，本發(fā)明可被用于動力、化學(xué)制劑、石油、鋼、運輸、以及紙漿和紙。更一般地，任何其中使用低合金鋼焊接的過程都可利用本項技術(shù)。此外，本發(fā)明可被用來將馬氏體不銹鋼與鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼或另一種馬氏體不銹鋼的任意一種焊接。
權(quán)利要求
1.一種將兩金屬構(gòu)件焊接在一起的方法，包括用第一鎳基填充金屬堆焊第一金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第一堆焊表面，其厚度足以將第一金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；在所述的第一金屬構(gòu)件表面的堆焊之后至少對第一金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第一堆焊表面；用具有與第一鎳基填充金屬相同組成的第二鎳基填充金屬堆焊第二金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第二堆焊表面，且其厚度足以將第二金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；在所述的第二金屬構(gòu)件表面的堆焊之后至少對第二金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第二堆焊表面；并且用具有與第一和第二鎳基填充金屬相同組成的第三鎳基填充金屬將熱處理的第一堆焊表面焊接到熱處理的第二堆焊表面。
2.權(quán)利要求1的方法，其中第一、第二和第三鎳基填充金屬各包含大于10重量％的鎳含量。
3.權(quán)利要求2的方法，其中的鎳含量是大約40-60重量％。
4.權(quán)利要求1的方法，其中每一個所述的熱處理包括在足以使第一和第二金屬構(gòu)件中每一個的熱影響區(qū)正火的溫度進行熱處理。
5.權(quán)利要求4的方法，其中每一個所述的熱處理各自包括在高于所述金屬構(gòu)件各自的相應(yīng)AC3溫度的溫度進行熱處理。
6.權(quán)利要求4的方法，其中第一和第二金屬構(gòu)件各自包括低合金鐵素體鋼構(gòu)件。
7.權(quán)利要求4的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金金屬構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括不銹鋼構(gòu)件。
8.權(quán)利要求7的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金鐵素體鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括奧氏體不銹鋼構(gòu)件。
9.權(quán)利要求4的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括馬氏體不銹鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件選自低合金鐵素體鋼、奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。
10.權(quán)利要求1的方法，其中所述的熱處理各自包括在足以使第一和第二金屬構(gòu)件各自的熱影響區(qū)回火的溫度進行熱處理。
11.權(quán)利要求10的方法，其中每一所述的熱處理各自包括在所述金屬構(gòu)件各自的相應(yīng)AC1溫度以上和所述金屬構(gòu)件各自的相應(yīng)AC3溫度以下的溫度進行熱處理。
12.權(quán)利要求11的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金金屬構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括不銹鋼構(gòu)件。
13.權(quán)利要求12的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金鐵素體鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括奧氏體不銹鋼構(gòu)件。
14.權(quán)利要求11的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括馬氏體不銹鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件選自低合金鐵素體鋼、奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。
15.權(quán)利要求1的方法，其中第一和第二金屬構(gòu)件各自包括低合金鐵素體鋼構(gòu)件。
16.權(quán)利要求1的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金金屬構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括不銹鋼構(gòu)件。
17.權(quán)利要求16的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金鐵素體鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括奧氏體不銹鋼構(gòu)件。
18.權(quán)利要求1的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括馬氏體不銹鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件選自低合金鐵素體鋼、奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。
19.一種將兩種不相似的金屬構(gòu)件焊接在一起的方法，包括用第一鎳基填充金屬堆焊第一金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第一堆焊表面，其厚度足以將所述第一金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；在所述的第一金屬構(gòu)件表面的堆焊之后對第一金屬構(gòu)件進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第一堆焊表面；用具有與第一鎳基填充金屬相同組成的第二鎳基填充金屬堆焊具有與第一金屬構(gòu)件不同組成的第二金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第二堆焊表面，且其厚度足以將所述第二金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；在所述的第二金屬構(gòu)件表面的堆焊之后對第二金屬構(gòu)件進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第二堆焊表面；并且用具有與第一和第二鎳基填充金屬相同組成的第三鎳基填充金屬將熱處理的第一堆焊表面焊接到熱處理的第二堆焊表面。
20.權(quán)利要求19的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金金屬構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括不銹鋼構(gòu)件。
21.權(quán)利要求20的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金鐵素體鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括奧氏體不銹鋼構(gòu)件。
22.權(quán)利要求19的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括馬氏體不銹鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件選自低合金鐵素體鋼、奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。
23.權(quán)利要求19的方法，其中所述的熱處理各自包括在足以使第一和第二金屬構(gòu)件各自的熱影響區(qū)正火的溫度進行熱處理。
24.權(quán)利要求19的方法，其中所述的熱處理各自包括在足以使第一和第二金屬構(gòu)件各自的熱影響區(qū)回火的溫度進行熱處理。
25.一種焊接兩種不相似的金屬的方法，主要包括準備第一金屬構(gòu)件的表面和具有與第一金屬構(gòu)件不同組成的第二金屬構(gòu)件的表面用于焊接；用第一鎳基填充金屬堆焊第一金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第一堆焊表面，其厚度足以將第一金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；至少對第一金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第一堆焊表面；對第一堆焊表面進行機械加工；用具有與第一鎳基填充金屬相同組成的第二鎳基填充金屬堆焊第二金屬構(gòu)件的表面產(chǎn)生第二堆焊表面，其厚度足以將第二金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)與隨后的焊接隔離；至少對第二金屬構(gòu)件的熱影響區(qū)進行熱處理以產(chǎn)生熱處理的第二堆焊表面；對第二堆焊表面進行機械加工；并且用具有與第一和第二鎳基填充金屬相同組成的第三鎳基填充金屬將熱處理的第一堆焊表面焊接到熱處理的第二堆焊表面。
26.權(quán)利要求25的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金金屬構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括不銹鋼構(gòu)件。
27.權(quán)利要求26的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括低合金鐵素體鋼構(gòu)件和第二金屬構(gòu)件包括奧氏體不銹鋼構(gòu)件。
28.權(quán)利要求25的方法，其中第一金屬構(gòu)件包括馬氏體不銹鋼和第二金屬構(gòu)件選自低合金鐵素體鋼、奧氏體不銹鋼和馬氏體不銹鋼。
29.權(quán)利要求25的方法，其中所述的熱處理各自包括在足以使第一和第二金屬構(gòu)件各自的熱影響區(qū)正火的溫度進行熱處理。
30.權(quán)利要求25的方法，其中所述的熱處理各自包括在足以使第一和第二金屬構(gòu)件各自的熱影響區(qū)回火的溫度進行熱處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種焊接兩金屬構(gòu)件的方法(100)。
文檔編號B23K9/067GK101087671SQ200580044161
公開日2007年12月12日 申請日期2005年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月22日
發(fā)明者K·K·科爾曼, D·W·甘迪, R·維斯瓦納坦 申請人:電力研究所有限公司