馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法
【專(zhuān)利摘要】一種馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，包括挖除缺陷、焊補(bǔ)預(yù)熱、焊補(bǔ)、烘烤、二次加工的步驟，本發(fā)明克服了常規(guī)預(yù)熱焊接工藝的不足，針對(duì)螺紋孔精加工過(guò)程中出現(xiàn)的渣孔、砂眼問(wèn)題，提供一種馬氏體耐熱鋼鑄鋼件精加工過(guò)程中螺紋孔缺陷以及螺紋壞牙問(wèn)題的修復(fù)方法，通過(guò)嚴(yán)格的焊接過(guò)程控制，精細(xì)化控制焊接過(guò)程，包括焊補(bǔ)預(yù)熱、焊補(bǔ)、烘烤，以達(dá)到焊接完不做焊后熱處理，也能保證焊接返修部位無(wú)開(kāi)裂、變形、報(bào)廢等情況。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄鋼件螺紋孔缺陷修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]馬氏體耐熱鋼是在9CrlMo基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來(lái)。由于馬氏體鋼具有良好的熱強(qiáng)性，其主要用于制造發(fā)電設(shè)備中需承受高溫高壓的零部件。目前廣泛使用的馬氏體耐熱鋼其Cr含量在9%?13%，且加入少量Mo、V、W、Nb、N元素，常溫下為單一馬氏體組織。常見(jiàn)牌號(hào)有9CrlMoV，9Cr IMolW，T92/P92 鋼等。
[0003]馬氏體耐熱鋼具有較高的抗拉強(qiáng)度，但塑韌性較差，硬度較高，線(xiàn)膨脹系數(shù)較小。焊接熔池凝固后，體積膨脹明顯，焊縫應(yīng)力大，易開(kāi)裂。合金含量高，鋼水粘性較大，流動(dòng)性、充型性較差，在熔煉、澆注過(guò)程中易產(chǎn)生縮松、組織疏松缺陷、夾渣夾砂缺陷。
[0004]基于以上特點(diǎn)，馬氏體耐熱鋼在精加過(guò)程中，加工部位易出現(xiàn)微裂紋、砂眼、渣孔缺陷。由于馬氏體鋼熔池凝固后，焊縫組織應(yīng)力大，容易導(dǎo)致工件變形，影響尺寸精度，甚至報(bào)廢。為保證加工后尺寸精度符合要求，常規(guī)預(yù)熱焊接方法已經(jīng)不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有必要提出一種馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，該方法更適合于結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且尺寸精度要求高的馬氏體鑄鋼件精加工后的螺紋孔缺陷的修復(fù)，修復(fù)效果較好。
[0006]—種馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，包括以下步驟:
挖除缺陷:使用電動(dòng)工具對(duì)螺紋孔缺陷處進(jìn)行打磨，以挖除缺陷形成焊補(bǔ)部位，之后對(duì)缺陷挖除部位進(jìn)行PT檢測(cè)；
焊補(bǔ)預(yù)熱:采用天然氣或氧乙炔對(duì)整個(gè)螺紋孔進(jìn)行烘烤預(yù)熱，烘烤溫度控制在100°C 土15°C，以充分去除水分、油漬，之后再針對(duì)焊補(bǔ)部位集中烘烤加熱，以使焊補(bǔ)部位的溫度達(dá)至IJ150°C，焊補(bǔ)部位周邊30mm范圍內(nèi)的溫度不低于100°C ；
焊補(bǔ):根據(jù)螺紋直徑選擇合適的焊條對(duì)焊補(bǔ)部位進(jìn)行焊接，焊接方式采用水平焊接；烘烤:采用天然氣或氧乙炔火焰，對(duì)焊補(bǔ)部位集中烘烤加熱，采用先低溫烘烤、降溫、高溫烘烤、降溫的烘烤過(guò)程，所述低溫烘烤為烘烤溫度控制在300?350°C之間，對(duì)準(zhǔn)焊補(bǔ)位置進(jìn)行烘烤，烘烤完畢后緩慢降溫至80?10tC，然后進(jìn)行高溫烘烤，所述高溫烘烤為烘烤溫度控制在650?680°C之間，對(duì)準(zhǔn)焊補(bǔ)位置進(jìn)行烘烤，保持5?8分鐘，烘烤完畢后緩慢降溫至室溫，高溫烘烤過(guò)程中，測(cè)量螺紋孔周邊10mm范圍內(nèi)，溫度不超過(guò)200°C ;
二次加工:先將焊補(bǔ)部位加工成光滑表面，之后對(duì)該光滑表面進(jìn)行PT檢測(cè)，確保焊補(bǔ)部位無(wú)缺陷存在，檢測(cè)合格后，再用絲錐加工螺紋。
[0007]本發(fā)明克服了常規(guī)預(yù)熱焊接工藝的不足，針對(duì)螺紋孔精加工過(guò)程中出現(xiàn)的渣孔、砂眼問(wèn)題，提供一種馬氏體耐熱鋼鑄鋼件精加工過(guò)程中螺紋孔缺陷以及螺紋壞牙問(wèn)題的修復(fù)方法，通過(guò)嚴(yán)格的焊接過(guò)程控制，精細(xì)化控制焊接過(guò)程，包括焊補(bǔ)預(yù)熱、焊補(bǔ)、烘烤，以達(dá)到焊接完不做焊后熱處理，也能保證焊接返修部位無(wú)開(kāi)裂、變形、報(bào)廢等情況。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為表達(dá)螺紋孔一種焊補(bǔ)位置的示意圖。
[0009]圖2為表達(dá)螺紋孔另一種焊補(bǔ)位置的示意圖。
[0010]圖3為表達(dá)螺紋孔第三種焊補(bǔ)位置的示意圖。
[0011 ]圖4為螺紋孔局部剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖中:牙頂10、牙底20、焊補(bǔ)部位30、焊條40、光滑表面31、缺口 32。
【具體實(shí)施方式】
[0013]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]本發(fā)明實(shí)施例提供了一種馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，包括以下步驟:
挖除缺陷:使用電動(dòng)工具對(duì)螺紋孔缺陷處進(jìn)行打磨，以挖除缺陷形成焊補(bǔ)部位30，之后對(duì)缺陷挖除部位進(jìn)行PT檢測(cè)。其中，由于是馬氏體鋼，選用電動(dòng)工具打磨去除缺陷，而不使用風(fēng)動(dòng)打磨工具。因?yàn)榇蚰ゲ课粺崃考?，使用風(fēng)動(dòng)打磨工具會(huì)使壓縮空氣吹到打磨部位，急劇的溫度變化容易使打磨部位產(chǎn)生細(xì)小的碎裂紋，同理也不選用氣刨槍等會(huì)產(chǎn)生高熱輸入的工具。缺陷打磨完畢后，先用手電筒仔細(xì)觀(guān)察，看是否有缺陷殘留。確認(rèn)無(wú)缺陷殘留之后，再進(jìn)行PT檢測(cè)。
[0015]焊補(bǔ)預(yù)熱:采用天然氣或氧乙炔對(duì)整個(gè)螺紋孔進(jìn)行烘烤預(yù)熱，烘烤溫度控制在100°C ± 15°C，以充分去除水分、油漬，之后再針對(duì)焊補(bǔ)部位30集中烘烤加熱，以使焊補(bǔ)部位30的溫度達(dá)到150°C，焊補(bǔ)部位30周邊30mm范圍內(nèi)的溫度不低于100°C;如此，在焊接時(shí)，為了避免熔池與周邊螺孔之間由于溫差過(guò)大而產(chǎn)生較大的應(yīng)力，形成裂紋缺陷。
[0016]焊補(bǔ):根據(jù)螺紋直徑選擇合適的焊條對(duì)焊補(bǔ)部位30進(jìn)行焊接，焊接方式采用水平焊接;例如圖1、圖2通常采用水平焊接方式焊補(bǔ)。圖中，對(duì)于操作者來(lái)說(shuō)，焊補(bǔ)部位30的位置易于焊條40的擺動(dòng)，操作方便。
[0017]烘烤:采用天然氣或氧乙炔火焰，對(duì)焊補(bǔ)部位30集中烘烤加熱，采用先低溫烘烤、降溫、高溫烘烤、降溫的烘烤過(guò)程，所述低溫烘烤為烘烤溫度控制在300?350°C之間，對(duì)準(zhǔn)焊補(bǔ)位置進(jìn)行烘烤，烘烤完畢后緩慢降溫至80?10tC，然后進(jìn)行高溫烘烤，所述高溫烘烤為烘烤溫度控制在650?680°C之間，對(duì)準(zhǔn)焊補(bǔ)位置進(jìn)行烘烤，保持5?8分鐘，烘烤完畢后緩慢降溫至室溫，高溫烘烤過(guò)程中，測(cè)量螺紋孔周邊10mm范圍內(nèi)，溫度不超過(guò)200°C。
[0018]為了確保焊補(bǔ)后焊補(bǔ)部位30的機(jī)械性能達(dá)到要求，此過(guò)程中，采用低溫烘烤、高溫烘烤，用于模擬鑄鋼件熱處理的過(guò)程。在烘烤時(shí)需要監(jiān)控螺紋孔周邊10mm范圍內(nèi)，溫度不超過(guò)200°C，因?yàn)闇囟冗^(guò)高，會(huì)導(dǎo)致螺紋孔以及周邊其他螺紋孔直徑方向受熱膨脹、變形。
[0019]二次加工:先將焊補(bǔ)部位30加工成光滑表面，之后對(duì)該光滑表面進(jìn)行PT檢測(cè)，確保焊補(bǔ)部位30無(wú)缺陷存在，檢測(cè)合格后，再用絲錐加工螺紋。
[°02°] 進(jìn)一步，在所述焊補(bǔ)步驟中，當(dāng)螺紋孔的直徑在30mm及以上時(shí)，易采用Φ4.0mm的焊條進(jìn)行焊接，焊接電流范圍為130?150A，電壓范圍為18?20V;在確保熔合良好的前提下，電流、電壓取較小的值。當(dāng)螺紋孔的直徑小于30mm時(shí)，易采用￠3.2mm的焊條進(jìn)行焊接， 焊接電流范圍為80?100A，電壓范圍為16?18V。同樣電流、電壓盡量小，這樣做的目的主要是確保較少的熱輸入量，防止螺紋孔變形。[0021 ]進(jìn)一步，焊補(bǔ)完畢后，使用? 3.2mm的焊條對(duì)最后一層蓋面層的邊沿進(jìn)行過(guò)渡焊補(bǔ)，焊補(bǔ)寬度為5_±0.5_。此操作為了為防止焊補(bǔ)邊沿產(chǎn)生咬邊等缺陷。
[0022]進(jìn)一步，對(duì)于直徑較小、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的螺紋孔，焊補(bǔ)部位30位于螺紋孔的根部拐角處，在焊補(bǔ)操作之前，先將螺紋孔的口部打磨去掉一部分，以形成缺口32,此缺口32用于擴(kuò)大焊條擺動(dòng)角度。如圖3中，焊補(bǔ)部位30位于螺紋孔的根部拐角處，此位置限制了焊接角度以及操作者的視眼范圍。此時(shí)，可以將螺紋孔的口部打磨掉一部分，形成缺口32,便于焊條 40的擺放，增加焊接角度范圍，擴(kuò)大操作者的視眼范圍，利于焊接。[0023 ]進(jìn)一步，焊補(bǔ)結(jié)束后，再將所述缺口進(jìn)行焊補(bǔ)。
[0024]進(jìn)一步，所述烘烤步驟中:可根據(jù)缺陷的深度確定烘烤時(shí)間，當(dāng)缺陷的深度為5mm 以?xún)?nèi)時(shí)，烘烤時(shí)間為5分鐘，缺陷的深度為5-10mm，烘烤時(shí)間為8?10分鐘。[〇〇25]進(jìn)一步，低溫烘烤完畢后，用保溫棉將螺紋孔塞滿(mǎn)，緩慢降至80?100°C。高溫烘烤完畢后，用保溫棉將螺紋孔塞滿(mǎn)，緩慢降至室溫。[〇〇26]進(jìn)一步，如圖4中，所述二次加工步驟中，將焊補(bǔ)部位30加工成光滑表面31時(shí)，所述光滑表面31高于螺紋孔的牙頂10的高度H控制在2?3mm，以使絲錐對(duì)焊補(bǔ)部位30加工得到的螺紋的牙頂10不缺肉，不會(huì)出現(xiàn)壞牙問(wèn)題。
[0027]由于需要返修的螺紋孔周邊還有其它螺紋孔，為防止焊接過(guò)程中周邊螺紋孔受熱變形，對(duì)周邊螺紋孔的保護(hù)也十分必要。所以，進(jìn)一步，還在挖除缺陷的步驟之前，增加螺紋孔保護(hù)的步驟，所述螺紋孔保護(hù)的步驟為:使用與底孔同直徑的普通實(shí)心圓鋼插入底孔，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底孔的保護(hù);使用與螺紋孔直徑相同的螺栓，擰入到螺紋孔中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)螺紋孔的保護(hù)。
[0028]該方法也適合于普通碳鋼、低合金鋼鑄鋼件，螺紋孔缺陷修復(fù)。
[0029]本發(fā)明實(shí)施例方法中的步驟可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行順序調(diào)整、合并和刪減。
[0030]本發(fā)明實(shí)施例裝置中的模塊或單元可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行合并、劃分和刪減。
[0031]以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例的全部或部分流程，并依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬于發(fā)明所涵蓋的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于，包括以下步驟:挖除缺陷:使用電動(dòng)工具對(duì)螺紋孔缺陷處進(jìn)行打磨，以挖除缺陷形成焊補(bǔ)部位，之后對(duì) 缺陷挖除部位進(jìn)行PT檢測(cè)；焊補(bǔ)預(yù)熱:采用天然氣或氧乙炔對(duì)整個(gè)螺紋孔進(jìn)行烘烤預(yù)熱，烘烤溫度控制在100 °C ± 15°C，以充分去除水分、油漬，之后再針對(duì)焊補(bǔ)部位集中烘烤加熱，以使焊補(bǔ)部位的溫度達(dá) 至|J150°C，焊補(bǔ)部位周邊30_范圍內(nèi)的溫度不低于100°C ;焊補(bǔ):根據(jù)螺紋直徑選擇合適的焊條對(duì)焊補(bǔ)部位進(jìn)行焊接，焊接方式采用水平焊接；烘烤:采用天然氣或氧乙炔火焰，對(duì)焊補(bǔ)部位集中烘烤加熱，采用先低溫烘烤、降溫、高 溫烘烤、降溫的烘烤過(guò)程，所述低溫烘烤為烘烤溫度控制在300?350°C之間，對(duì)準(zhǔn)焊補(bǔ)位置 進(jìn)行烘烤，烘烤完畢后緩慢降溫至80?10(TC，然后進(jìn)行高溫烘烤，所述高溫烘烤為烘烤溫 度控制在650?680°C之間，對(duì)準(zhǔn)焊補(bǔ)位置進(jìn)行烘烤，保持5?8分鐘，烘烤完畢后緩慢降溫至 室溫，高溫烘烤過(guò)程中，測(cè)量螺紋孔周邊100mm范圍內(nèi)，溫度不超過(guò)200°C。二次加工:先將焊補(bǔ)部位加工成光滑表面，之后對(duì)該光滑表面進(jìn)行PT檢測(cè)，確保焊補(bǔ)部 位無(wú)缺陷存在，檢測(cè)合格后，再用絲錐加工螺紋。2.如權(quán)利要求1所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:在所述焊補(bǔ)步 驟中，當(dāng)螺紋孔的直徑30mm及以上時(shí)，采用?4.0mm的焊條進(jìn)行焊接，焊接電流范圍為130? 150A，電壓范圍為18?20V;當(dāng)螺紋孔的直徑小于30mm時(shí)，采用? 3.2mm的焊條進(jìn)行焊接，焊 接電流范圍為80?100A，電壓范圍為16?18V。3.如權(quán)利要求2所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:焊補(bǔ)完畢后， 使用? 3.2_的焊條對(duì)最后一層蓋面層的邊沿進(jìn)行過(guò)渡焊補(bǔ)，焊補(bǔ)寬度為5_± 0.5_。4.如權(quán)利要求3所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:對(duì)于直徑較 小、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的螺紋孔，焊補(bǔ)部位位于螺紋孔的根部拐角處，在焊補(bǔ)操作之前，先將螺紋孔 的口部打磨去掉一部分，以形成缺口，此缺口用于擴(kuò)大焊條擺動(dòng)角度。5.如權(quán)利要求4所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:焊補(bǔ)結(jié)束后， 再將所述缺口進(jìn)行焊補(bǔ)。6.如權(quán)利要求1所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:所述烘烤步驟 中:低溫烘烤可根據(jù)缺陷的深度確定烘烤時(shí)間，當(dāng)缺陷的深度為5_以?xún)?nèi)時(shí)，烘烤時(shí)間為5分 鐘，缺陷的深度為5-10mm，烘烤時(shí)間為8?10分鐘。7.如權(quán)利要求6所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:低溫烘烤完畢 后，用保溫棉將螺紋孔塞滿(mǎn)，緩慢降至80?100°C。高溫烘烤完畢后，用保溫棉將螺紋孔塞 滿(mǎn)，緩慢降至室溫。8.如權(quán)利要求6所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:所述二次加工 步驟中，將焊補(bǔ)部位加工成光滑表面時(shí)，所述光滑表面高出螺紋牙頂2?3mm，以使絲錐對(duì)焊 補(bǔ)部位加工得到的螺紋的牙頂不缺肉。9.如權(quán)利要求1所述的馬氏體耐熱鋼螺紋孔缺陷修復(fù)方法，其特征在于:還在挖除缺陷 的步驟之前，增加螺紋孔保護(hù)的步驟，所述螺紋孔保護(hù)的步驟為:使用與底孔同直徑的普通 實(shí)心圓鋼插入底孔，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底孔的保護(hù)；使用與螺紋孔直徑相同的螺栓，擰入到螺紋孔 中，以實(shí)現(xiàn)對(duì)螺紋孔的保護(hù)。
【文檔編號(hào)】B23P6/00GK106002081SQ201610473190
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】周輝, 陳得潤(rùn), 雷永紅, 劉振
【申請(qǐng)人】共享鑄鋼有限公司