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CN106001859B - 一种双相不锈钢的现场横焊方法 - Google Patents

一种双相不锈钢的现场横焊方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双相不锈钢的现场横焊方法，包括以下步骤：1)将上侧板的坡口角度θ1铣成40°‑45°，下侧板的坡口角度θ2铣成10°‑15°，将坡口及坡口周围30mm范围内的板材清理干净；2)采用氩弧焊点焊坡口，且焊点长度W在10mm‑15mm之间，焊点与焊点之间的距离在30mm‑50cm之间，坡口间隙d在2.5mm‑3mm之间；3)第一层、第二层采用双枪双丝氩弧焊进行焊接，第三层采用氩弧焊进行焊接，第四层至外侧最后一层盖面采用手工电弧焊进行焊接。本发明在现场横焊双相不锈钢时，打底焊采用双枪双丝氩弧焊对内外两侧同时焊接，既保证内外两侧同时有氩气保护，又提高了焊接效率，大大减少了现场横焊所需时间，并对产品或产品试板的横焊加工提供了精确的参数指导。

Description

一种双相不锈钢的现场横焊方法
技术领域
本发明涉及双相不锈钢的现场横焊方法，属于焊接领域。
背景技术
双相不锈钢是以铁素体和奥氏体为基体的合金材料，它强度高、韧性好、耐腐蚀性强，在国内外海洋石油和石化行业中已经得到广泛的应用。在其基体组织中，铁素体和奥氏体比例处于相对平衡，不仅具有非常好的耐腐蚀能力，而且在焊接时，选择正确的焊接工艺，其比例也不会有太大变化，故焊缝及热影响区的耐晶间腐蚀能力也非常好，并且不会产生热裂纹。焊接时，要求尽量采用低的线能量，并严格控制层间温度，以避免焊缝强度过高、硬度过大，而塑性、韧性降低。目前，国外一些发达国家或石油、石化产业发展较快的国家均已使用过双相不锈钢，并且有的已有十年历史。他们主要将双相不锈钢用于条件恶劣的环境中，例如强腐蚀性环境。
双相不锈钢焊接方法(国别：中国，公开号：102019485A，公开日期：2011-04-20)公开了以下内容：包括打底和填充盖面的焊接，采用99.99％氩气惰性气体保护进行手工钨极氩弧焊打底焊接或采用80％氩气加20％二氧化碳气体保护进行半自动填充盖面焊接，其采用的是背面保护装置进行背面氧化保护，焊接时需要专门配置背面保护装置。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种双相不锈钢的现场横焊方法，能够进行气体保护，又无需专门配置背面保护装置，提高焊接效率。
技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种双相不锈钢的现场横焊方法，包括以下步骤：
1)坡口加工、清理：将产品上侧板的坡口角度θ1铣成40°-45°，下侧板的坡口角度θ2铣成10°-15°，并且不留钝边，将坡口及坡口周围30mm范围内的板材清理干净；
2)坡口间隙：采用氩弧焊点焊坡口，且焊点长度W在10mm-15mm之间，焊点与焊点之间的距离在30mm-50cm之间，坡口间隙d在2.5mm-3mm之间；
3)横焊：第一层、第二层采用双枪双丝氩弧焊进行焊接，第三层采用氩弧焊进行焊接，第四层至外侧最后一层盖面采用手工电弧焊进行焊接。
作为优选，所述步骤3)中第一层、第二层的焊材为Φ2.5的焊丝，产品外侧氩弧焊枪电流范围100A-120A，电压范围10-12V，产品内侧氩弧焊枪电流范围100A-120A，电压范围10-12V，双枪的焊接速度范围60-100mm/min，线能量范围0.5-1.5kJ/mm。
作为优选，所述步骤3)中双枪双丝氩弧焊时采用纯度为99.999％的氩气作为焊接保护气体，产品外侧氩气流量在8-10L/min，产品内侧氩气流量在4-10L/min。
作为优选，所述步骤3)中第三层的焊材为Φ2.5的焊丝，焊接电流范围100A-120A，电压范围10-12V，焊接速度范围80-100mm/min，线能量范围1.0-1.5kJ/mm，且焊丝的摆动宽度不超过焊丝宽度的3倍。
作为优选，所述步骤3)中第四层至外侧最后一层的焊材为Φ3.2的焊条，焊接电流范围110A-130A，电压范围23-25V，焊接速度范围100-120mm/min。
作为优选，所述步骤3)中层与层之间焊接的温度不超过100℃。
有益效果：本发明的双相不锈钢的现场横焊方法，在现场横焊双相不锈钢时，打底焊采用双枪双丝氩弧焊对内外两侧同时焊接，既保证内外两侧同时有氩气保护，又提高了焊接效率，大大减少了现场横焊所需时间，并对产品或产品试板的横焊加工提供了精确的参数指导；可获得铁素体和奥氏体比相对均衡的金相组织，使焊接接头的机械性能和耐腐蚀性充分得到保证。
附图说明
图1为本发明横焊坡口示意图；
图2为本发明横焊焊层示意图；
图3为本发明双枪氩弧焊打底示意图。
具体实施方式
如图1至图3所示，以壁厚为8mm、板宽为1.5m的两块2205双相不锈钢钢板的横焊对接为例，具体说明本发明的现场横焊工艺。选用的电源为松下TSP-300型手工/氩弧焊机，电源的极性为直流正接。打底焊的正面与背面都采用纯度为99.999％的氩气作为保护气体。氩弧焊选用北京金威Φ2.5mm、AWSA5.9、ER2209的焊丝，坞极直径为Φ2.4mm。电弧焊选用林肯Φ3.2mm的E2209-16焊条。
如附图1所示，采用铣边机对上下侧板进行坡口加工，且不留钝边，在现场上下侧板的组装过程中，坡口间隙有时不能达到理想的尺寸，当实际间隙小于理想间隙时，钝边为0mm可以保证打底焊的焊透，且钝边为0mm不影响其它尺寸间隙的焊接。上侧板的坡口角度θ1范围在40°-45°，取45°，下侧板的坡口角度θ2范围在10°-15°，取10°，为防止熔滴滴落，下侧板坡口角度一般都取的比较小，上侧板坡口角度取的相对大一些，以方便手工电弧焊的焊接，并且保证焊缝的强度。
采用厚度为薄钢片将上下板之间的坡口间隙预留出来，坡口间隙d在2.5mm-3mm之间，取3mm。采用氩弧焊电焊坡口，使上下侧板固定。要求点焊焊点的长度不能太长，如附图2所示，一般焊点长度W控制在10mm-15mm，焊点与焊点之间的距离控制在30cm-50cm。在打底焊之前，要求用磨光机将坡口及坡口周围30mm范围内的板打磨理干净，保证不留油污、毛刺、凹坑等。
如图2和图3所示，第一层、第二层采用双枪双丝氩弧焊进行打底焊，产品外侧氩弧焊枪电流范围100A-120A，电压范围10-12V，产品内侧氩弧焊枪电流范围100A-120A，电压范围10-12V，双枪的焊接速度保持在60-100mm/min，线能量控制在0.5-1.5kJ/mm。为防止空气中的风将氩气吹散，产品外侧氩弧焊焊接的氩气流量会选大一些，一般控制在8-10L/min，而产品内侧的风速小，内侧氩弧焊焊接的氩气流量会选小一些，一般控制在4-10L/min，在焊接过程中严格控制焊接的层间温度不能超过100℃。
第三层采用氩弧焊进行焊接，焊接电流范围100A-120A，电压范围10-12V，焊接速度保持在80-100mm/min，线能量控制在1.0-1.5kJ/mm，且焊丝的摆动宽度不超过焊丝宽度的3倍，由于第一层、第二层的打底焊采用双丝焊接，熔敷金属达到了一定厚度，第三层采用的氩弧焊线能量比较小，产品内侧(焊缝背面)氧化比较小，因此第三层焊接过程中，产品内侧不需要采用氩气保护装置来防止背面焊缝的氧化。
为保证焊接效率，第四层至外侧最后一层盖面焊采用手工电弧焊，焊接电流范围110A-130A，电压范围23-25V，焊接速度保持在100-120mm/min。若是最后一层盖面焊在焊接过程中不能填满焊缝，则需如附图2所示，焊两道来盖面，从而保证焊缝强度。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种双相不锈钢的现场横焊方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)坡口加工、清理：将产品上侧板的坡口角度θ1铣成40°-45°，下侧板的坡口角度θ2铣成10°-15°，将坡口及坡口周围30mm范围内的板材清理干净；
2)坡口间隙：采用氩弧焊点焊坡口，且焊点长度W在10mm-15mm之间，焊点与焊点之间的距离在30mm-50cm之间，坡口间隙d在2.5mm-3mm之间；
3)横焊：第一层是在产品外侧打底焊、第二层是在产品内侧打底焊，打底焊采用双枪双丝氩弧焊对内外两侧同时进行焊接，第三层采用氩弧焊进行焊接，第四层至外侧最后一层盖面采用手工电弧焊进行焊接；
所述步骤3)中第一层、第二层的焊材为Φ2.5的焊丝，产品外侧氩弧焊枪电流范围100A-120A，电压范围10-12V，产品内侧氩弧焊枪电流范围100A-120A，电压范围10-12V，双枪的焊接速度范围60-100mm/min，线能量范围0.5-1.5kJ/mm。
2.根据权利要求1所述的双相不锈钢的现场横焊方法，其特征在于：所述步骤3)中双枪双丝氩弧焊时采用纯度为99.999％的氩气作为焊接保护气体，产品外侧氩气流量在8-10L/min，产品内侧氩气流量在4-10L/min。
3.根据权利要求1所述的双相不锈钢的现场横焊方法，其特征在于：所述步骤3)中第三层的焊材为Φ2.5的焊丝，焊接电流范围100A-120A，电压范围10-12V，焊接速度范围80-100mm/min，线能量范围1.0-1.5kJ/mm，且焊丝的摆动宽度不超过焊丝宽度的3倍。
4.根据权利要求1所述的双相不锈钢的现场横焊方法，其特征在于：所述步骤3)中第四层至外侧最后一层的焊材为Φ3.2的焊条，焊接电流范围110A-130A，电压范围23-25V，焊接速度范围100-120mm/min。
5.根据权利要求1所述的双相不锈钢的现场横焊方法，其特征在于：所述步骤3)中层与层之间焊接的温度不超过100℃。
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