[發明專利]一種防止耳軸焊接產生延遲裂紋的方法

有效

• 申請號: 201410699951.2
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104526132A
• 公開（公告）日: 2015-04-22
• 發明（設計）人: 楊芙;張文明;張姝;焦萬才;王濱;楊家武;王新宇
• 申請（專利權）人: 沈陽大學
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/23;B23K9/235;C21D9/50
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 趙越

技術領域

????本發明涉及一種金屬焊接方法，特別是涉及一種防止耳軸焊接產生延遲裂紋的方法。

背景技術

耳軸是起吊鋼包的部件，鋼包是冶金行業使用非常廣泛的設備。耳軸是又粗又大的碳-錳鋼鍛造構件，焊接時容易在焊縫中產生很大的焊接應力，導致耳軸焊縫出現延遲裂紋。鋼包耳軸承載整個鋼包和鋼水的重量，并且是在高溫下作業，焊接耳軸時一旦出現裂紋，后果不堪設想，鋼包耳軸是整個鋼包中最關鍵的部位，耳軸的焊接至關重要。

耳軸近似為圓柱體，鍛造制成，耳軸材料為碳-錳鋼鍛件。耳軸中間和下部有兩道環焊縫，與頂部和底部圍板焊接在一起，圍板材質為碳-錳鋼。由于耳軸結構本身拘束應力過大，耳軸焊接之后，經常在耳軸焊縫中出現延遲裂紋，給鋼包使用帶來嚴重的危害。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止耳軸焊接產生延遲裂紋的方法，該方法選用低氫的焊接材料和焊接方法，嚴格控制焊接順序，采用多人同時焊接，逐層分段退焊技術，在焊接之前嚴格制定預熱工藝，確保焊接過程中減小焊接應力和變形，可以有效防止耳軸焊接時產生延遲裂紋。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

1、焊前預熱。全部焊縫焊接之前都需要預熱，預熱方法為遠紅外電加熱，電加熱片須貼在耳軸靠近焊縫的外周表面上。頂部和底部圍板和肋板的預熱除采用遠紅外電加熱之外，同時輔以火焰加熱。

2、肋板與頂部和底部圍板焊接。肋板與頂部和底部圍板裝配后，構成T型角焊縫。在仰角焊位置焊接肋板與頂部圍板角焊縫，角焊縫焊至規定的角焊縫尺寸2/3時結束焊接，剩余的1/3在結構翻轉后焊接。在平角焊位置焊接肋板與底板角焊縫，角焊縫尺寸滿足規定要求時結束。所有的角焊縫都采用三段退焊法施焊。焊接過程中擺動焊絲，焊接擺動寬度不大于20毫米。

3、耳軸與頂部圍板焊接。全部焊縫焊接采用熔化極混合氣體保護電弧焊。保護氣體為Ar+20%CO₂。全部焊縫焊接采用實心焊絲，焊絲型號為ER50-6，焊絲標準應符合GB/T8110之規定。

由于頂部圍板厚度較大，焊接之前，必須先加工坡口，坡口為UV組合形式。耳軸與頂部圍板裝配時，U形坡口朝上裝配。

??耳軸與頂部圍板正面焊接是U形環焊縫，將耳軸與頂部圍板的U形環形焊縫分為四個區域，在每個區域采用三段退焊法施焊。焊接第二層焊縫時，四段焊縫的起點按順時針方向移動30毫米，然后開始施焊，避免起弧位置重合，可以減小焊接應力和缺陷。焊縫焊至坡口深度的2/3時焊接結束，待反面V形坡口焊完之后，再將余下的1/3焊縫焊滿。

耳軸與頂部圍板正面U形坡口焊接2/3深度后，立即進行后熱處理，后熱溫度為250℃，保溫2小時，然后焊縫隨室溫自然緩冷。

?4、耳軸焊接結構翻轉：在正面焊縫焊接完成之后，將耳軸整體結構按垂直軸翻轉180度。

????5、肋板與頂部圍板翻轉后焊接。同時焊接肋板與頂部圍板雙側水平位置的角焊縫，采用三段退焊法施焊，將剩余的1/3焊縫焊滿，焊縫全部焊滿結束。

????6、耳軸與頂部圍板焊接。翻轉后，焊接耳軸與頂部圍板的V形坡口。焊接之前，先對V形坡口進行氣刨清根，將焊縫熔渣刨除干凈，露出純凈金屬，用磁粉探傷方法檢查坡口，保證刨完的坡口無缺陷。

????將耳軸與頂部圍板的環形V形坡口焊縫分為四個區域，四個區域同時施焊，在每個區域采用三段退焊法施焊，焊接過程與耳軸與頂部圍板正面焊接順序相同。坡口深度全部焊滿結束。

????7、耳軸與底部圍板焊接。耳軸與底部圍板坡口為UV組合形式，坡口的形狀和尺寸與耳軸與頂部圍板坡口相同，但是裝配時，U形坡口方向與耳軸與頂部圍板坡口相反。

????將耳軸與頂部圍板的U形環焊縫分為四個區域，同時施焊，在每個區域采用三段退焊法施焊。焊接過程與耳軸與頂部圍板焊接過程大體相同，不同的是，一次將U形坡口全部焊滿結束。

????8、耳軸焊接結構翻轉回原位。在反面焊縫全部焊接結束之后，將耳軸焊接結構翻轉回原位。

????9、耳軸與頂部圍板U形坡口剩余焊縫焊接：將耳軸與頂部圍板的環形U形坡口焊縫分為四個區域，同時施焊。在每個區域不需要采用三段退焊法施焊，一次焊完環焊縫的1/4，其他焊接過程與耳軸與頂部圍板正面焊接順序相同。U形坡口深度全部焊滿結束。