一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，包括如下具體步驟：（1）選用手工電弧焊條，其母材的屈服強度ReL為340-400MPa，抗拉強度Rm為440-480MPa，延伸率A為25-35%，20℃時的沖擊功Akv＞100J，70℃時在50%的硫酸溶液條件下腐蝕速率＜10mg/（cm2·h）；（2）焊接前，將手工電弧焊條進行烘干，烘干溫度為320-380℃，而后置于保溫桶中；（3）焊接時，當板厚小于等于15mm時，手工電弧焊坡口采用V型坡口，當板厚大于15mm時，手工電弧焊坡口采用雙面V型坡口，焊接工藝參數(shù)：焊接電流為60-210A，焊接速度為9-24cm/min，焊接熱輸入量6-25kJ/cm；對板厚度大于10mm的對接接頭采用多層多道焊，其焊縫層間溫度控制在200℃以下；本發(fā)明焊接接頭不僅具有優(yōu)良的綜合力學性能，且具有良好的耐硫酸腐蝕性能，實用性強，適合于耐硫酸露點腐蝕鋼的焊接。
【專利說明】一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于鋼鐵材料焊接領域，涉及一種焊接接頭綜合力學性能優(yōu)良的焊接工 藝，具體地說是一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝。

【背景技術】
[0002] 工業(yè)生產(chǎn)所使用燃料(重油、燃煤或生活垃圾）中普遍含有硫，燃料中的硫在燃燒 后，就會生成二氧化硫，在一定的條件下進一步轉(zhuǎn)化成三氧化硫氣體，而后水蒸汽能結(jié)合并 在一定的溫度點以下結(jié)露形成硫酸，對設備造成嚴重的腐蝕，這種腐蝕現(xiàn)象被稱為硫酸露 點腐蝕。同時，各種化工容器也可能由于與硫酸的接觸而被硫酸腐蝕。
[0003] 由此，與硫酸露點、硫酸溶液直接接觸的各種焊接結(jié)構需要考慮使用專門用于耐 硫酸露點腐蝕的特種鋼材。同時，由于焊接接頭的焊縫部分也直接與硫酸接觸，所以焊縫同 樣需要具有耐硫酸腐蝕性能。
[0004] 目前耐硫酸露點腐蝕鋼均使用普通焊材進行焊接，使焊縫沒有耐硫酸性能，而且 時常由于焊接工藝不當造成氣孔、夾渣等焊接缺陷會加速焊縫腐蝕，嚴重影響焊接結(jié)構的 使用安全。因而，合理的硫酸腐蝕鋼焊接工藝對于與硫酸直接接觸的焊接結(jié)構具有極為重 要的現(xiàn)實意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種耐硫酸露點腐蝕 鋼的手工電弧焊接工藝，本發(fā)明焊接接頭不僅具有優(yōu)良的綜合力學性能，且具有良好的耐 硫酸腐蝕性能，實用性強，適合于耐硫酸露點腐蝕鋼的焊接。
[0006] 為了解決以上技術問題，本發(fā)明提供一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工 藝，包括如下具體步驟： (1) 選用與耐硫酸露點腐蝕性能的低合金鋼板相匹配的手工電弧焊條，所述低合金鋼 板母材的屈服強度ReL為340-400MPa，抗拉強度Rm為440-480MPa，延伸率A為25-35%，20°C 時的沖擊功Akv > 100J，70°C時在50%硫酸溶液條件下腐蝕速率< IOmg/ (cm2 · h); (2) 焊接前，將手工電弧焊條進行烘干，烘干溫度為320-380°C，而后置于保溫桶中，焊 接過程中取用，且焊條最多烘干2次； (3) 焊接時，當板厚小于等于15mm時，手工電弧焊坡口采用V型坡口，當板厚大于15mm 時，手工電弧焊坡口采用雙面V型坡口，焊接工藝參數(shù)：焊接電流為60-210A，焊接速度為 9-24cm/min，焊接熱輸入量6-25kJ/cm ;對板厚度大于IOmm的對接接頭采用多層多道焊，其 焊縫層間溫度控制在200°C以下。
[0007] 本發(fā)明采用以上焊接工藝參數(shù)進行焊接時，由于焊接電流為60-210A，焊接速度為 9-24cm/min，焊接熱輸入量6-25kJ/cm ;對板厚度大于IOmm的對接接頭采用多層多道焊，其 焊縫層間溫度控制在200°C以下，整個焊接接頭的熱循環(huán)過程，提高了焊接接頭的焊縫金屬 和熱影響區(qū)的組織和力學性能，同時避免了氣孔、夾渣等焊接缺陷的產(chǎn)生，減少和減緩了焊 接接頭的腐蝕；同時本發(fā)明設計的焊接工藝還加強了焊接接頭的拉伸性能、彎曲性能、焊縫 堅固程度以及熱影響區(qū)的抗沖擊能力和焊接接頭的耐硫酸腐蝕性能。
[0008] 本發(fā)明進一步限定的技術方案是： 前述，步驟（1)中手工電弧焊條直徑為2. 5-5. 0mm，熔敷金屬抗拉強度大于450MPa ; 步驟（3)中熔敷金屬化學成分及其重量百分比為：C :0. 05-0. 09%，Mn :0. 48-0. 82%，Si : 0· 25-0. 40%，S :彡 0· 02%，P :彡 0· 02%，Cr :0· 70-0. 92%，Mo :彡 0· 01%，Sb :0· 04-0. 0· 07%，余 量為Fe及不可避免雜質(zhì)；且步驟（3)中坡口角度為50-70°，根部不留鈍邊，坡口裝配間隙 為 2_3mm〇
[0009] 進一步的， 手工電弧焊條直徑為2. 5mm時，焊接電流為60-100A，焊接速度為9-15cm/min，焊接 熱輸入量6-12kJ/cm ;手工電弧焊條直徑為2. 5-3. 2mm時，焊接電流為60-140A，焊接速度 為9-15cm/min，焊接熱輸入量6-15kJ/cm ;手工電弧焊條直徑為3. 2-5. Omm時，焊接電流為 120-180A，焊接速度為12-18cm/min，焊接熱輸入量10-18kJ/cm。
[0010] 本發(fā)明的有益效果是： 本發(fā)明采用以上焊接工藝參數(shù)進行焊接時，由于焊接電流為60-210A，焊接速度為 9-24cm/min，焊接熱輸入量6-25kJ/cm ;對板厚度大于IOmm的對接接頭采用多層多道焊，其 焊縫層間溫度控制在200°C以下，整個焊接接頭的熱循環(huán)過程，提高了焊接接頭的焊縫金屬 和熱影響區(qū)的組織和力學性能，同時避免了氣孔、夾渣等焊接缺陷的產(chǎn)生，減少和減緩了焊 接接頭的腐蝕；同時本發(fā)明設計的焊接工藝還加強了焊接接頭的拉伸性能、彎曲性能、焊縫 堅固程度以及熱影響區(qū)的抗沖擊能力和焊接接頭的耐硫酸腐蝕性能。
[0011] 本發(fā)明工藝采用了合適的焊接材料和焊接工藝，不僅能夠保證焊接接頭優(yōu)良的綜 合力學性能，而且能夠保證焊接接頭具有優(yōu)良的耐硫酸腐蝕性能；且該焊接工藝無需進行 焊前預熱和焊后熱處理，在焊接施工過程中，在保證獲得綜合性能優(yōu)良焊接接頭的同時達 到高效焊接的效果，實用性強，高效節(jié)能，耐硫酸露點腐蝕鋼的焊接；同時，本發(fā)明設計的焊 接工藝參數(shù)合理，可以有效避免焊接缺陷的產(chǎn)生，從而避免由于焊接缺陷造成的焊接接頭 加速腐蝕。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明的V型坡口設計圖； 圖2為本發(fā)明的雙面V型坡口設計圖； 其中，A-坡口角度，b-坡口裝配間隙，t-板厚。

【具體實施方式】
[0013] 實施例1 本實施例提供一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，結(jié)構如圖1所示，包括如 下具體步驟： (1)選用與試板尺寸為400mm (長）X 200mm (寬）X IOmm (厚)的低合金鋼板相匹配的手 工電弧焊條，試板母材的屈服強度ReL為396MPa，抗拉強度Rm為479MPa，延伸率A為27. 5%， 20°C時的沖擊功Akv > 100J，70°C時在50%硫酸溶液條件下腐蝕速率為7mg/ (cm2 · h); (2) 焊接前，將手工電弧焊條進行烘干，烘干溫度為320°C，而后置于保溫桶中，焊接過 程中取用，且焊條烘干2次； (3) 焊接時，板厚為10mm，手工電弧焊坡口采用V型坡口，坡口角度為60±5°，根部不 留鈍邊，坡口裝配間隙為2-3_，焊接工藝參數(shù)：焊接電流為110A，焊接速度為12cm/min，焊 接熱輸入量8-lOkJ/cm，其焊縫層間溫度控制在200°C以下。
[0014] 匹配的焊接材料：手工電弧焊條直徑為Φ3. 2mm，熔敷金屬化學成分及重量百分 比為：C :0· 05%，Mn :0· 48%，Si :0· 25%，S :0· 02%，P :0· 02%，Cr :0· 70%，Mo :0· 01%，Sb :0· 04%， 余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0015] 實施例2 本實施例提供一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，結(jié)構如圖2所示，包括如 下具體步驟： (1) 選用與400mm (長）X200mm (寬）X40mm (厚）的低合金鋼板相匹配的手工電弧焊 條，試板母材的屈服強度ReL為344MPa，抗拉強度Rm為444MPa，延伸率A為29. 5%，20°C時 的沖擊功Akv > 100J，0°C、50%硫酸溶液條件下腐蝕速率小于7mg/ (cm2 · h); (2) 焊接前，將手工電弧焊條進行烘干，烘干溫度為380°C，而后置于保溫桶中，焊接過 程中取用，且焊條烘干1次； (3) 焊接時，板厚為10mm，手工電弧焊坡口采用雙面V型坡口，坡口角度為60 ± 5°，根 部不留鈍邊，坡口裝配間隙為2-3mm，焊接工藝參數(shù)：焊接電流為120A，焊接速度為12cm/ min，焊接熱輸入量9-llkJ/cm，其焊縫層間溫度控制在200°C以下。
[0016] 匹配的焊接材料：手工電弧焊條直徑為Φ4. 0mm，熔敷金屬化學成分及重量百分 比為：C :0· 09%，Mn :0· 82%，Si :0· 40%，S :0· 01%，P :0· 01%，Cr :0· 92%，Mo :0· 005%，Sb :0· 07%， 余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0017] 實施例3 本實施例提供一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，結(jié)構如圖2所示，包括如 下具體步驟： (1) 選用與400mm (長）X 200mm (寬）X 20mm (厚）的低合金鋼板相匹配的手工電弧焊 條，試板母材的屈服強度ReL為362MPa，抗拉強度Rm為464MPa，延伸率A為27. 7%，20°C時 的沖擊功Akv > 100J，0°C、50%硫酸溶液條件下腐蝕速率小于7mg/ (cm2 · h); (2) 焊接前，將手工電弧焊條進行烘干，烘干溫度為350°C，而后置于保溫桶中，焊接過 程中取用，且焊條烘干2次； (3) 焊接時，板厚為20mm，手工電弧焊坡口采用雙面V型坡口，坡口角度為60 ± 5°，根 部不留鈍邊，坡口裝配間隙為2-3mm，焊接工藝參數(shù)：焊接電流為150A，焊接速度為14cm/ min，焊接熱輸入量ll-12kj/cm，其焊縫層間溫度控制在200°C以下。
[0018] 匹配的焊接材料：手工電弧焊條直徑為Φ4. 6mm，熔敷金屬化學成分及重量百分 比為：C :0· 07%，Mn :0· 64%，Si :0· 32%，S :0· 005%，P :0· 005%，Cr :0· 84%，Mo :0· 001%，Sb : 0. 05%，余量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
[0019] 經(jīng)過上述實施例1-3的焊接方法對耐硫酸露點腐蝕鋼進行氣體保護焊后，對焊接 接頭進行射線探傷、力學性能和耐硫酸腐蝕性能檢測。
[0020] 焊接接頭在70°C、50%硫酸溶液條件下經(jīng)過72小時腐蝕后，通過光學顯微鏡觀察 放大200倍觀察，焊縫部位不低于母材，說明焊縫金屬的耐蝕性能不低于母材。
[0021] 焊接接頭力學性能和耐硫酸腐蝕性能檢測結(jié)果如表1所示： 表1焊接接頭的綜合性能

【權利要求】
1. 一種耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，其特征在于，包括如下具體步驟： (1) 選用與耐硫酸露點腐蝕性能的低合金鋼板相匹配的手工電弧焊條，所述低合金鋼 板母材的屈服強度ReL為340-400MPa，抗拉強度Rm為440-480MPa，延伸率A為25-35%，20°C 時的沖擊功Akv > 100J，70°C時在50%硫酸溶液條件下腐蝕速率< 10mg/ (cm2 ? h); (2) 焊接前，將手工電弧焊條進行烘干，烘干溫度為320-380°C，而后置于保溫桶中，焊 接過程中取用，且焊條最多烘干2次； (3) 焊接時，當板厚小于等于15mm時，手工電弧焊坡口采用V型坡口，當板厚大于15mm 時，手工電弧焊坡口采用雙面V型坡口，焊接工藝參數(shù)：焊接電流為60-210A，焊接速度為 9-24cm/min，焊接熱輸入量6-25kJ/cm ;對板厚度大于10mm的對接接頭采用多層多道焊，其 焊縫層間溫度控制在200°C以下。
2. 根據(jù)權利要求1所述的耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，其特征在于，步驟 (1)中，所述手工電弧焊條直徑為2. 5-5. Omm，恪敷金屬抗拉強度大于450MPa。
3. 根據(jù)權利要求1所述的耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，其特征在于，步驟 (3)中，所述熔敷金屬化學成分及其重量百分比為：C :0.05-0. 09%，Mn :0.48-0. 82%，Si : 0? 25-0. 40%，S :彡 0? 02%，P :彡 0? 02%，Cr :0? 70-0. 92%，Mo :彡 0? 01%，Sb :0? 04-0. 0? 07%，余 量為Fe及不可避免雜質(zhì)。
4. 根據(jù)權利要求1所述的耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，其特征在于，步驟 (3)中，所述坡口角度為50-70°，根部不留鈍邊，坡口裝配間隙為2-3mm。
5. 根據(jù)權利要求2所述的耐硫酸露點腐蝕鋼的手工電弧焊接工藝，其特征在于，所述 手工電弧焊條直徑為2. 5mm時，焊接電流為60-100A，焊接速度為9-15cm/min，焊接熱輸 入量6-12kJ/cm ;所述手工電弧焊條直徑為2. 5-3. 2mm時，焊接電流為60-140A，焊接速度 為9-15cm/min，焊接熱輸入量6-15kJ/cm ;手工電弧焊條直徑為3. 2-5. Omm時，焊接電流為 120-180A，焊接速度為12-18cm/min，焊接熱輸入量10-18kJ/cm。
【文檔編號】B23K35/30GK104475919SQ201410643182
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年11月13日 優(yōu)先權日:2014年11月13日
【發(fā)明者】張?zhí)K強, 李麗, 趙洪運, 王紅鴻, 王軍, 田 浩, 孟凡奎 申請人:南京鋼鐵股份有限公司