本發(fā)明屬于材料加工領(lǐng)域，具體涉及一種適用于zg40cr25ni20材料爐底輥的焊接工藝。
背景技術(shù)：
：焊接是金屬結(jié)構(gòu)件特別是大型結(jié)構(gòu)件應(yīng)用中必不可少的工藝。與母材相比，焊接產(chǎn)生的焊縫在力學(xué)性能方面通常存在明顯差距，容易成為產(chǎn)品整體質(zhì)量和性能的“短板”。因此，焊接工藝是影響金屬產(chǎn)品性能的一個(gè)關(guān)鍵因素。zg40cr25ni20是一種較為常見(jiàn)的耐高溫材料，其焊接一般采用氬弧焊焊接方法，其工藝也較為成熟。爐底輥是冶金工業(yè)爐的高溫承載傳送部件，工作溫度高，其特點(diǎn)為口徑大、厚度高，對(duì)焊縫要求高。氬弧焊焊速低，成型美觀，但如果使用氬弧焊方法焊接爐底輥，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。埋弧焊，全稱埋弧自動(dòng)焊，是電弧在焊劑層下燃燒，用機(jī)械自動(dòng)引燃電弧并進(jìn)行控制，自動(dòng)完成焊絲的送進(jìn)和電弧移動(dòng)的一種電弧焊方法。由于zg40cr25ni20材料的特殊性，目前尚未有成熟的zg40cr25ni20爐底輥?zhàn)詣?dòng)焊焊接方法公開(kāi)。因此，研發(fā)出一種zg40cr25ni20自動(dòng)焊焊接方法，大幅提升焊接質(zhì)量和焊接速度顯得愈發(fā)重要。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種適用于zg40cr25ni20材料爐底輥的焊接工藝。該焊接工藝無(wú)需預(yù)熱和熱處理，屬于埋弧自動(dòng)焊（saw）工藝的范疇。通過(guò)對(duì)工藝參數(shù)的調(diào)整和焊接材料的改進(jìn)，產(chǎn)生的焊縫不僅具有良好的表面形貌（不會(huì)出現(xiàn)裂紋、氣孔、咬邊等缺陷）、常溫力學(xué)性能和高溫力學(xué)性能，而且極大地提升了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種適用于zg40cr25ni20材料爐底輥的焊接工藝，包括以下步驟：（1）將待焊zg40cr25ni20材料爐底輥焊接坡口清理干凈，保持清潔干燥，然后將待焊接坡口對(duì)接，以點(diǎn)焊固定位置；焊機(jī)與待焊接試樣以直流正接的方式連接；（2）對(duì)待焊接試樣進(jìn)行打底焊接，填充焊接和蓋面焊接，焊接電流450-600a，電壓35-50v，焊速4.8-5.4cm/min，焊滿為止；本發(fā)明的焊接工藝不僅適用于zg40cr25ni20材料爐底輥，還適用于各類樣式大型zg40cr25ni20材料的產(chǎn)品。待焊接試樣可根據(jù)焊件結(jié)構(gòu)類型選擇合適的對(duì)接方式。例如，對(duì)于板材，優(yōu)選采用v型對(duì)接坡口；對(duì)于圓形厚壁材料，優(yōu)選采用u型對(duì)接坡口。本發(fā)明的焊接工藝中saw使用的焊接材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，由以下化學(xué)成分組成：c0.35～0.5%，cr26.0～30.0%，ni21.0～24.0%，mn1.0～1.5%，si0.6～1.0%，s≤0.015%，p≤0.015%，fe余量。本發(fā)明的焊接工藝使用的焊劑，按質(zhì)量百分比計(jì)，由以下成分組成，優(yōu)選地，上述焊接材料由以下化學(xué)成分組成：c0.40～0.5%，cr27.0～29.0%，ni22.0～23.0%，mn1.2～1.5%，si0.8～1.0%，s≤0.015%，p≤0.015%，fe余量。本發(fā)明的焊接工藝中saw使用的焊接材料，按質(zhì)量百分比計(jì)，由以下化學(xué)成分組成：c0.45%，cr27.5%，ni22.6%，mn1.3%，si0.85%，s≤0.015%，p≤0.015%，fe余量。焊接材料為焊絲，根據(jù)使用需要，焊絲可被制成各種尺寸。本發(fā)明的目的還在于提供由上述焊接工藝得到的zg40cr25ni20材料爐底輥。相對(duì)于現(xiàn)有的用于zg40cr25ni20材料爐底輥的焊接工藝，本發(fā)明通過(guò)優(yōu)化傳統(tǒng)saw焊接工藝中的工藝參數(shù)和改進(jìn)焊接材料，使得焊接的焊縫在外觀、常溫力學(xué)性能和高溫力學(xué)性能等方面性能優(yōu)異，特別是在確保性能的同時(shí)極大提升了生產(chǎn)效率。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合實(shí)施例以對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明，但不應(yīng)將其理解為對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。實(shí)施例1采用與實(shí)施例1中相同的焊接試樣、對(duì)接方式和設(shè)備，以直徑為φ2.4mm的焊絲為焊材，其質(zhì)量百分比如下：c0.45%，cr27.5%，ni22.6%，mn1.3%，si0.85%，s≤0.015%，p≤0.015%，fe余量，進(jìn)行焊接。焊接過(guò)程包括以下步驟：（1）將焊接試樣的待焊接坡口的表面清理干凈，保持清潔干燥，然后將坡口根據(jù)單邊30°v型坡口對(duì)接方式對(duì)接，以點(diǎn)焊固定好位置，然后通氬氣進(jìn)行保護(hù)；焊機(jī)與待焊接試樣以直流正接的方式連接；（2）對(duì)待焊接試樣進(jìn)行打底焊接，焊接電流110a，電壓15v，焊速約1.1mm/s，焊滿兩層；（3）進(jìn)行填充焊和蓋面焊，焊接電流130a，電壓20v，焊速約1.4mm/s。實(shí)施例2（對(duì)比）選用兩段規(guī)格均為φ1300mm×40mm（壁厚）的zg40cr25ni20材料爐底輥管段作為焊接試樣，采用v型對(duì)接坡口，坡口型式為：鈍邊長(zhǎng)度1mm，坡口角度30°。對(duì)上述焊接試樣進(jìn)行焊接，使用的氬弧焊焊機(jī)型號(hào)為wsm-4000逆變式脈沖氬弧焊機(jī)，使用的氬弧焊焊材是直徑為φ2.4mm的焊絲，牌號(hào)為hk40。使用的埋弧焊焊接型號(hào)為lh3030型焊接操作機(jī)，使用的埋弧焊焊絲為，其成分為:焊接過(guò)程包括以下步驟：（1）將焊接試樣的待焊接坡口的表面清理干凈，保持清潔干燥，然后將坡口根據(jù)上述對(duì)接方式對(duì)接，以點(diǎn)焊固定好位置，然后通氬氣進(jìn)行保護(hù)；焊機(jī)與待焊接試樣以直流正接的方式連接；（2）對(duì)焊接試樣進(jìn)行打底焊接，焊接電流95a，電壓13v，焊速約1.0mm/s，；（3）對(duì)焊接試樣進(jìn)行填充焊接，焊接電流110a，電壓15v，焊速約1.3mm/s。性能測(cè)試1、根據(jù)jb/t4730.5-2005，對(duì)焊縫表面進(jìn)行滲透檢測(cè)（pt）結(jié)果顯示：實(shí)施例1-2的焊縫表面均未發(fā)現(xiàn)裂紋、氣孔、咬邊等缺陷，符合jb/t4730.5-2005ⅰ級(jí)要求。2、根據(jù)jb/t4730.2-2005，對(duì)焊縫進(jìn)行射線檢測(cè)（rt）結(jié)果顯示：實(shí)施例1-2的焊縫未發(fā)現(xiàn)任何缺陷，符合jb/t4730.2-2005ⅰ級(jí)要求。3、根據(jù)gb/t228-2010，對(duì)試樣取樣進(jìn)行常溫（25℃）拉伸性能測(cè)試測(cè)試結(jié)果如表1所示。表1室溫拉伸測(cè)試結(jié)果[0046]試樣[0047]抗拉強(qiáng)度[0048]斷裂位置[0049]實(shí)施例1[0050]485[0051]母材[0052]實(shí)施例2[0053]490[0054]母材上述測(cè)試結(jié)果表明，實(shí)施例1-2的樣品均符合hg/t2601-2011要求，表現(xiàn)出來(lái)的常溫力學(xué)性能大致相當(dāng)。4、根據(jù)gb/t232-2010，對(duì)樣品取樣并進(jìn)行側(cè)彎試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果顯示：均未發(fā)現(xiàn)裂紋，符合gb/t232-2010要求。5、根據(jù)gb/t4338-2006《金屬材料高溫拉伸試驗(yàn)方法》，對(duì)樣品取樣，分別在500℃和700℃進(jìn)行高溫短時(shí)力學(xué)性能測(cè)試具體測(cè)試過(guò)程如下：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求加工樣品，然后用夾塊將試樣固定在wde-300b高溫萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上，隨后將溫度升高到試驗(yàn)溫度；保持溫度，緩慢增加載荷，直至試樣斷裂。記錄斷裂時(shí)負(fù)載的強(qiáng)度和斷裂位置，結(jié)果如表2所示。表2高溫拉伸測(cè)試結(jié)果從表2的結(jié)果可以看出，在高溫環(huán)境下，試樣的抗拉強(qiáng)度均明顯下降。在760℃下，實(shí)施例2的樣品在不足180mpa的拉伸力下焊縫就發(fā)生了斷裂；而采用本發(fā)明焊接工藝的實(shí)施例1的樣品即使在230mpa左右的拉伸力作用下、在母材已經(jīng)斷裂的情況下，焊縫也沒(méi)有斷裂。與之情形類似，在870℃下，實(shí)施例2的樣品在100mpa左右的拉伸力下焊縫就發(fā)生了斷裂；而采用本發(fā)明焊接工藝的實(shí)施例1的樣品在超過(guò)125mpa的拉伸力作用下、在母材已經(jīng)斷裂的情況下，焊縫也沒(méi)有斷裂。該結(jié)果表明，本發(fā)明公開(kāi)的焊接工藝應(yīng)用于zg40cr25ni20合金后，焊縫的高溫力學(xué)性能顯著提高，明顯優(yōu)于其它類似的焊接工藝。綜上可知，本發(fā)明的焊接工藝在用于zg40cr25ni20合金焊接時(shí)，所得焊縫不僅具有良好的表面形貌和常溫力學(xué)性能，而且具有顯著提高的高溫力學(xué)性能。這能夠極大地提升產(chǎn)品的質(zhì)量，并且對(duì)擴(kuò)展zg40cr25ni20合金產(chǎn)品在各種高溫環(huán)境下的應(yīng)用能夠起到很好的推動(dòng)作用。當(dāng)前第1頁(yè)12