[發明專利]一種鐵素體不銹鋼的隨焊激冷焊接方法

有效

• 申請號: 201210422537.8
• 申請日: 2012-10-30
• 公開（公告）號: CN102941401A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 張紅霞;王文光;閆志峰;卜穎宏;裴飛飛;王凱;李潔;趙藝喆
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/235
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 江淑蘭

技術領域

?本發明涉及一種鐵素體不銹鋼的隨焊激冷焊接方法，屬于鐵素體不銹鋼焊接及應用的技術領域。

背景技術

?長期以來，奧氏體不銹鋼以其良好的耐腐蝕性能和力學性能一直在技術領域選用，由于鎳元素儲量較少，鎳價高，使奧氏體不銹鋼的生產成本逐漸增加；隨著煉鋼設備及冶煉技術的發展，純凈度高、綜合性能好的鐵素體不銹鋼已經進行生產，它不僅擁有奧氏體不銹鋼的力學性能和耐蝕性能，而且耐局部腐蝕的能力還優于奧氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼已在家電、汽車、建筑裝飾、五金制品領域得到廣泛應用。

鐵素體不銹鋼單一的鐵素體組織無相變，不能通過相變來調節組織，在焊接過程中焊接熱影響區的鐵素體晶粒長大，焊接接頭力學性能會急劇惡化，沖擊性能受到較大影響，因此熱影響區成為整個焊接接頭的薄弱區域，影響了該類型不銹鋼的焊接質量。

目前，鐵素體不銹鋼焊接過程中發生粗晶脆化的問題，主要是通過冶金方法和高能量的焊接方法來改善晶粒粗化問題，其中冶金方法在材料中添加合金元素鈮、鎢，焊接方法包括等離子弧焊、激光焊以及激光-MAG復合焊接的方法，這些種方法均需要通過復雜設備和工藝才能實現，成本較高。

發明內容

發明目的

本發明的目的是針對背景技術的狀況，對鐵素體不銹鋼在鎢極氬弧焊接過程中采用液氮隨焊激冷，提高焊接接頭的冷卻速度，改善鐵素體不銹鋼焊后晶粒長大問題，以提高鐵素體不銹鋼焊接接頭的力學性能和抗腐蝕性能。

?

技術方案

使用的化學物質材料為：鐵素體不銹鋼板、鐵素體不銹鋼焊絲、液氮、乙醇、氬氣、砂紙，其準備用量如下：以毫米、毫升、厘米³為計量單位

鐵素體不銹鋼板：00Cr21??????????550?mm×10?mm×100?mm??2塊

鐵素體不銹鋼焊絲：00Cr21????????Φ1.2?mm×400?mm

液氮：N₂????????????????????????100000?mL±50?mL

乙醇：C₂H₅OH???????????????????2000?mL±50?mL

氬氣：Ar????????????????????????100000?cm³±50?cm³

砂紙：SiC??400粒????????????????276?mm×0.5?mm×230?mm??2張

焊接方法如下：?

(1)?制作液氮激冷槍

液氮激冷槍為圓管狀，中間為液氮腔，前部設有噴液嘴、出液口及導液絲，后部為安裝環，用鋁合金材料制作；

(2)?預處理鐵素體不銹鋼板

①?被焊接鐵素體不銹鋼板為兩塊，尺寸、規格一樣，呈矩形板狀，焊接部位開坡口，單面坡口角度為30°；

②?用乙醇擦洗鐵素體不銹鋼板，使焊接部位潔凈；

(3)?鎢極氬弧焊接鐵素體不銹鋼板

鐵素體不銹鋼板的鎢極氬弧焊接是在鎢極氬弧焊機上進行的，是在氬氣保護、液氮激冷、鐵素體不銹鋼焊絲的填絲焊接下完成的；

①?置放鐵素體不銹鋼板

將焊接卡具置于氬弧焊機的工作臺上，并在焊接卡具內水平放置兩塊被焊接的鐵素體不銹鋼板，兩鋼板坡口部位對齊；

②?安裝調試液氮激冷槍，并對準被焊鋼板焊縫；

③?安裝氬氣管，并對準被焊鋼板焊縫；

④?安裝鐵素體不銹鋼焊絲，其尖端部對準被焊鋼板焊縫；

⑤?開啟氬氣閥、氬氣管，向焊接部位輸送氬氣，氬氣輸入速度150?cm³/min；

開啟鎢極氬弧焊機，引燃電弧，焊接電壓14-15?V，焊接電流130-140?A，電弧作用于鐵素體不銹鋼板和焊絲；

⑥?將鐵素體不銹鋼焊絲對準被焊部位，進行焊接，焊接熱輸入量0.5-0.6?kJ/min；焊接速度為170-200?mm/min；

開啟液氮激冷槍，向焊接部位輸入液氮，液氮輸入速度100?mL/min；

當兩被焊鋼板焊縫結合，即完成了正面焊接；

焊接后靜置冷卻5?min；

⑦?將正面接合的兩塊鐵素體不銹鋼板重新裝卡，反面朝上，用同樣方法和技術參數焊接兩塊鋼板反面；當兩被焊鋼板焊縫結合后，即完成了反面焊接；

焊接后靜置冷卻10?min；