專利名稱：厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù)熱電弧熔化焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法，特別是涉及-4中厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù) 熱電弧熔化焊接方法。
技術(shù)背景紫銅和奧氏體不銹鋼熱導(dǎo)率、線脹系數(shù)及收縮率等各項(xiàng)性能相差都比較大。而紫銅的焊接需要焊前預(yù)熱、焊中同步加熱；奧氏體不銹鋼一般不需預(yù)熱，釆 用手工電弧焊、惰性氣體保護(hù)焊、等離子弧焊等都能保證焊接的實(shí)現(xiàn)。目前， 紫銅與奧氏體不銹鋼異種材料焊接多采用火焰釬焊方法，焊接時(shí)需預(yù)熱55(TC以 上，焊接條件非常惡劣，勞動效率低。若采用不銹鋼焊縫，則當(dāng)焊縫含銅量達(dá) 到一定數(shù)量時(shí)就會產(chǎn)生熱裂紋；若采用紫銅焊縫，則由于焊縫中融入了Ni、 Cr、 Fe等元素而使焊縫金屬變硬、變脆，或者銅滲入不銹鋼一側(cè)，近縫區(qū)奧氏體晶 界也會產(chǎn)生滲透裂紋。焊接質(zhì)量不易保證，焊縫性能(強(qiáng)度、塑性，耐海水腐 蝕性等)很差，母材性能損失也很大。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題，是提供一種在不預(yù)熱的條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)厚壁 紫銅與奧氏體不銹鋼焊接，并避免焊接過程中熱裂紋傾向，保證焊接接頭總體 綜合性能的厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù)熱電弧熔化焊接方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù)熱電弧熔化焊接方法，是采用輸出功率比較 大的直流焊接電源(輸出電流大于400A)、以純氦氣作為保護(hù)氣體的鎢極氦弧 焊方法，來提高電弧功率和電弧熔透能力，從而實(shí)現(xiàn)厚壁紫銅(壁厚26mm)與奧 氏體不銹鋼焊縫不預(yù)熱電弧熔化焊焊接。其方法如下(1) 將待焊接厚壁紫銅與不銹鋼構(gòu)件連接部位加工成"V"形坡口 。(2) 清除待焊處周圍30mm范圍內(nèi)的氧化皮、油、銹、水及其它污物，并 用丙酮擦拭干凈。(3) 定位焊縫，采用鎢極氦弧焊填加(p2 4mm鎳銅合金焊絲焊接，焊接 電流180 400A，保護(hù)氣體為純氦氣，流量為10 15L/min，鎢極直徑采用 cp4-5mm，定位焊縫長度為10 15mm，兩定位焊縫之間的距離為100 150mm。3(4) 焊縫打底焊接，采用鎢極氦弧焊不預(yù)熱填加cp2 4mm鎳銅合金焊絲 焊接，焊接電流180 400A，保護(hù)氣體為純氦氣，流量10 15L/min，鎢極直徑 為cp4-5mm，操作時(shí)需將電弧指向?qū)岜容^快的紫銅一側(cè)，利用電弧邊緣熱量將 奧氏體不銹鋼熔化，防止過熱，并通過填加鎳銅合金焊絲來降低熔池溫度，提 高焊縫凝固溫度、強(qiáng)度、塑性、防止裂紋和氣孔；焊接過程中要保證電弧在接 頭母材紫銅一側(cè)稍作停留，而在奧氏體不銹鋼一側(cè)不作停留，以保證接頭根部 熔合良好和實(shí)現(xiàn)焊縫成形。(5) 打底焊道焊好后，即可采用鎢極氦弧焊并填加cp2 4mm鎳銅合金焊 絲不預(yù)熱焊接填充焊縫，焊接選用的鎳銅合金焊絲、保護(hù)氣體、焊接規(guī)范參數(shù)與焊縫打底焊接相同。上述所述的鎳銅合金焊絲中，鎳與銅的含量比例范圍為(60 70%): (40 30%)。本發(fā)明取得的積極效果是(1) 解決了在不預(yù)熱的條件下采用電弧熔焊的方法焊接厚壁紫銅與奧氏體 不銹鋼焊縫的焊接問題；(2) 解決了厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼焊縫焊接過程中熱裂紋傾向的問題；(3) 通過手工填加鎳銅合金焊絲，降低熔池溫度，提高了焊縫凝固溫度、 強(qiáng)度、塑性，防止裂紋、氣孔。(4) 解決了奧氏體不銹鋼焊縫采用火焰釬焊焊接時(shí)焊縫質(zhì)量差、母材性能 損失大、焊接接頭性能嚴(yán)重下降，工人勞動強(qiáng)度大和施工條件惡劣的問題。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1以下結(jié)合技術(shù)方案敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù)熱電弧熔化焊接，其方法及步驟如下 (1 )將待焊接厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼構(gòu)件連接部位加工成"V"形坡口 。(2) 清除待焊處周圍30mm范圍內(nèi)的氧化皮、油、銹、水及其它污物，并 用丙酮擦拭干凈。(3) 定位焊縫，采用鎢極氦弧焊填加cp2.5mm鎳銅合金焊絲焊接，其中， 按重量百分比計(jì)鎳與銅的含量比例范圍為60%: 40%，焊接電流為180A，保護(hù) 氣體采用純氦氣，流量為10 15L/min，采用直徑cp4-mm的鎢極，定位焊縫焊 接長度保證在10mm，兩定位焊縫之間的距離為100mm。(4) 焊縫打底焊接，采用鎢極氦弧焊不預(yù)熱填加cp2mm鎳銅合金焊絲焊接方法，其中，鎳與銅的含量比例范圍為60%: 40%，焊接參數(shù)為焊接電流為180A,保護(hù)氣體為純氦氣，其流量為10L/min，鎢極直徑cp4mm;焊接過程中， 將電弧指向?qū)岜容^快的紫銅一側(cè)，利用電弧邊緣熱量將低碳鋼熔化，防止過 熱，并通過填加鎳銅合金焊絲來降低熔池溫度，提高焊縫凝固溫度，強(qiáng)度、塑 性、防止裂紋和氣孔；并且，將電弧在接頭母材紫銅一側(cè)稍作停留，而在奧氏 體不銹鋼一側(cè)不作停留，以保證接頭根部熔合良好和實(shí)現(xiàn)焊縫成形。(5)打底焊道焊好后，采用鎢極氦弧焊不預(yù)熱并填加cp2mm鎳銅合金焊絲 焊接填充焊縫，焊接選用的鎳銅合金焊絲、保護(hù)氣體、規(guī)范參數(shù)與焊縫打底焊 接相同。實(shí)施例2厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼焊接，其方法及步驟如下 (1 )將待焊接厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼構(gòu)件連接部位加工成"V"形坡口 。(2) 清除待焊處周圍30mm范圍內(nèi)的氧化皮、油、銹、水及其它污物，并用丙酮擦拭干凈。(3) 定位焊縫，采用鎢極氦弧焊填加(p3.5mm鎳銅合金焊絲焊接，其中， 按重量百分比計(jì)鎳與銅的含量比例范圍為65%: 35%,焊接電流為200A，保護(hù) 氣體采用純氦氣，流量為12L/min，采用直徑cp4mm的鎢極，定位焊縫焊接長度 保證在13mm，兩定位焊縫之間的距離為120mm。(4) 焊縫打底焊接，采用鎢極氦弧焊不預(yù)熱填加cp4mm鎳銅合金焊絲焊接 方法，其中，鎳與銅的含量比例范圍為65%: 35%，焊接參數(shù)為焊接電流為 200A，保護(hù)氣體為純氦氣，其流量為14L/min，鎢極直徑cp5mm;焊接過程中， 將電弧指向?qū)岜容^快的紫銅一側(cè)，利用電弧邊緣熱量將低碳鋼熔化，防止過 熱，并通過填加鎳銅合金焊絲來降低熔池溫度，提高焊縫凝固溫度，強(qiáng)度、塑 性、防止裂紋和氣孔；并且，將電弧在接頭母材紫銅一側(cè)稍作停留，而在奧氏 體不銹鋼一側(cè)不作停留，以保證接頭根部熔合良好和實(shí)現(xiàn)焊縫成形。(5) 打底焊道焊好后，采用鎢極氦弧焊不預(yù)熱并填加cp4mm鎳銅合金焊絲 焊接填充焊縫，焊接選用的鎳銅合金焊絲、保護(hù)氣體、規(guī)范參數(shù)與焊縫打底焊 接相同。實(shí)施例3厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼焊接，其方法及步驟如下 (1 )將待焊接厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼構(gòu)件連接部位加工成"V"形坡U 。 (2)清除待焊處周圍30mm范圍內(nèi)的氧化皮、油、銹、水及其它污物，并用丙酮擦拭干凈。(3) 定位焊縫，采用鎢極氦弧焊填加cp4mm鎳銅合金焊絲焊接，其中，按 重量百分比計(jì)鎳與銅的含量比例范圍為70%: 30%，焊接電流為400A，保護(hù)氣 體采用純氦氣，流量為15L/min，采用直徑cp5mm的鎢極，定位焊縫焊接長度保 證在15mm，兩定位焊縫之間的距離為150mm。(4) 焊縫打底焊接，采用鉤極氦弧焊不預(yù)熱填加cp4mm鎳銅合金焊絲焊接 方法，其中，鎳與銅的含量比例范圍為70%: 30%，焊接參數(shù)為焊接電流為 400A，保護(hù)氣體為純氦氣，其流量為15L/min，鎢極直徑cp5mm;焊接過程中， 將電弧指向?qū)岜容^快的紫銅一側(cè)，利用電弧邊緣熱量將低碳鋼熔化，防止過 熱，并通過填加鎳銅合金焊絲來降低熔池溫度，提高焊縫凝固溫度，強(qiáng)度、塑 性、防止裂紋和氣孔；并且，將電弧在接頭母材紫銅一側(cè)稍作停留，而在奧氏 體不銹鋼一側(cè)不作停溜，以保證接頭根部熔合良好和實(shí)現(xiàn)焊縫成形。(5) 打底焊道焊好后，采用鉤極氦弧焊不預(yù)熱并填加cp4mm鎳銅合金焊絲 焊接填充焊縫，焊接選用的鎳銅合金焊絲、保護(hù)氣體和規(guī)范參數(shù)與焊縫打底焊 接相同。
權(quán)利要求
1、厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù)熱電弧熔化焊接方法，是采用輸出電流大于400A的直流焊接電源，以純氦氣作為保護(hù)氣體的鎢極氦弧焊方法，在焊接前要完成如下前序工作將待焊接厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼構(gòu)件連接部位加工成“V”形坡口；清除待焊處周圍30mm范圍內(nèi)的氧化皮、油、銹、水及其它污物，并用丙酮擦拭干凈，其特征在于包括下述焊接工藝步驟1)、定位焊縫，采用鎢極氦弧焊填加 id="icf0001" file="A2008100124180002C1.tif" wi="20" he="4" top= "66" left = "109" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>鎳銅合金焊絲焊接，焊接電流180～400A，保護(hù)氣體為純氦氣，流量為10～15L/min，鎢極直徑采用 id="icf0002" file="A2008100124180002C2.tif" wi="18" he="4" top= "74" left = "170" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>定位焊縫長度為10～15mm，兩定位焊縫之間的距離為100～150mm；2)、焊縫打底焊接，采用鎢極氦弧焊不預(yù)熱填加 id="icf0003" file="A2008100124180002C3.tif" wi="20" he="4" top= "89" left = "133" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>鎳銅合金焊絲焊接，選用的鎳銅合金焊絲，按重量百分比計(jì)鎳與銅的含量比例范圍為60～70％∶40～30％；焊接參數(shù)為焊接電流180～400A，保護(hù)氣體為純氦氣，流量10～15L/min，鎢極直徑為 id="icf0004" file="A2008100124180002C4.tif" wi="18" he="4" top= "111" left = "68" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>焊接過程中，將電弧指向?qū)岜容^快的紫銅一側(cè)，利用電弧邊緣熱量將奧氏體不銹鋼熔化，防止過熱，并通過填加鎳銅合金焊絲來降低熔池溫度，并且電弧在接頭母材紫銅一側(cè)稍作停留，而在奧氏體不銹鋼一側(cè)不作停留；3)、打底焊道焊好后，即可采用鎢極氦弧焊并填加 id="icf0005" file="A2008100124180002C5.tif" wi="20" he="4" top= "141" left = "138" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>鎳銅合金焊絲不預(yù)熱焊接填充焊縫，焊接選用的鎳銅合金焊絲、保護(hù)氣體和焊接規(guī)范參數(shù)與焊縫打底焊接相同。
全文摘要
厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù)熱電弧熔化焊接方法，包括下述焊接工藝步驟1.采用鎢極氦弧焊填加φ2～4mm鎳銅合金焊絲焊接，焊接電流180～400A，保護(hù)氣體為純氦氣，流量為10～15L/min，鎢極直徑采用φ4～5mm，定位焊縫長度為10～15mm，兩定位焊縫之間的距離為100～150mm；2.用鎢極氦弧焊不預(yù)熱填加φ2～4mm鎳銅合金焊絲焊接，焊接電流180～400A，保護(hù)氣體氦氣流量10～15L/min；3.打底焊接完成后再用不預(yù)熱焊接填充焊縫；本發(fā)明解決了厚壁紫銅與奧氏體不銹鋼不預(yù)熱焊接及熱裂紋傾向問題，通過手工填加鎳銅合金焊絲，提高了焊縫凝固溫度、強(qiáng)度、塑性，防止了裂紋和氣孔。
文檔編號B23K9/235GK101323044SQ200810012418
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月22日
發(fā)明者放 劉, 劉殿寶, 李海濤, 凱 陳, 魏興明 申請人:渤海船舶重工有限責(zé)任公司