[發明專利]一種防止鑄鋼與鋼焊接產生裂紋的方法

有效

• 申請號: 201410700296.8
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN104607827A
• 公開（公告）日: 2015-05-13
• 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: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00
• 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鑄鋼與鋼焊接產生裂紋的方法。

背景技術

鑄鋼與鋼焊接接頭中，在鑄鋼焊接接頭處，采用焊條電弧焊預堆焊5毫米厚過渡層，過渡層為奧氏體焊縫金屬，由于奧氏體焊縫金屬過渡層具有很好的韌性和塑性并且過渡層厚度不大，在堆焊過渡層時不會在鑄鋼中產生較大的焊接應力，導致鑄鋼產生焊接裂紋。在鑄鋼與鋼焊接時，利用過渡層釋放鑄鋼產生裂紋的應力，可以有效防止鑄鋼與鋼焊接時，在鑄鋼臨近焊接接頭處產生裂紋。

????在工程結構中，異種鋼焊接結構在工程各領域，如冶金、造船、工程機械等得到越來越廣泛的應用，常制成鑄鋼件與焊接件相結合的鑄焊結構，鑄鋼件不僅具有其他成型工藝難以得到的輪廓形狀復雜的零件又能保持鋼所具有的各種性能，這樣不僅降低了成本而且簡化了結構制造的工藝過程，但鑄鋼與鋼焊接時通常會產生裂紋問題需要解決。

由于鑄鋼件內部常存在夾雜、氣孔、疏松等缺陷，當鑄鋼件與鋼板焊接時，經常在焊接接頭鑄鋼一側出現裂紋。產生裂紋的原因主要是鑄鋼件本身含有較多缺陷，而且塑性較差。當這些缺陷聚集并靠近焊接接頭時，在拘束應力作用下，產生裂紋缺陷，危害非常嚴重，使鑄鋼構件在焊接結構中的應用受到限制。

鑄鋼構件在焊接中產生的裂紋用提高預熱溫度、降低焊接材料含氫量等方法均不能消除，探索防止在鑄鋼構件中產生裂紋的方法非常重要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種防止鑄鋼與鋼焊接產生裂紋的方法，該方法用于鑄鋼和鋼的焊接構件，在鑄鋼側采用堆焊奧氏體焊縫金屬過渡層的方法，堆焊方法為焊條電弧焊，堆焊過程簡單、快速，利用過渡層釋放鑄鋼產生裂紋的應力，可以有效防止在鑄鋼側產生焊接裂紋缺陷的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

1、首先堆焊過渡層。對鑄鋼焊接面進行清理，清理掉鐵銹、氧化皮和其他雜質，保證表面光潔。然后在鑄鋼焊接面預堆焊奧氏體焊縫金屬，堆焊區域呈U形，除了在鑄鋼焊接端面堆焊外，在鑄鋼靠近端面的上下兩個表面也要堆焊，堆焊的寬度要比蓋面焊縫寬出10-15毫米以上，保證對接時的蓋面焊縫與堆焊焊縫熔合，而不能直接與鑄鋼熔合。

采用焊條電弧焊在鑄鋼焊接面上堆焊，堆焊前不需要對鑄鋼進行預熱，堆焊采用直流電焊機。

堆焊的焊接材料為焊條，焊條型號為E309，焊條直徑為4.0毫米，堆焊前焊條應進行烘干，使用過程中應保持焊條干燥。

堆焊的焊接電流為120-140安培，電弧電壓為23-25伏特，焊接速度為22-26厘米/分鐘,?電源極性為直流反接。

????堆焊時采用直線焊道，焊條不進行擺動，每層堆焊的焊縫厚度為2.5-3.0毫米，在進行第二層堆焊前，將第一層的熔渣清理干凈，第二層的堆焊面應保證平整。

????堆焊結束后，將堆焊面清理干凈，然后用滲透檢測法對焊縫及近縫區表面進行仔細檢測，堆焊表面不得有裂紋、未熔合等缺陷，如果發現缺陷需要修補。

????2、然后對鋼開坡口。在鋼上開K形坡口，將鋼和鑄鋼焊接接頭點焊牢固。焊接之前，對坡口面進行清理，焊接接頭不需預熱。

3、對鋼和鑄鋼接頭進行焊接。焊接之前，對坡口面進行清理，焊接接頭不需預熱，選用直流鎢極氬弧焊機。鋼和鑄鋼接頭根部的焊接首先采用打底焊，打底焊方法為直流鎢極氬弧焊。打底焊的焊絲型號為ER309，焊絲直徑為2.5毫米。鎢棒直徑為2.5毫米，噴嘴直徑10毫米，保護氣體成分為氬氣，純度為99.99%，保護氣體流量為12升/分。填充的焊絲型號為ER309，焊絲直徑為2.5毫米。打底焊的焊接電流100-120安培，電弧電壓為8-10伏特，焊接速度為8-11厘米/分鐘,?電源極性為直流正接。

鋼和鑄鋼接頭填充及蓋面的焊接都采用焊條電弧焊。填充及蓋面的焊條型號為E309，焊條直徑為4.0毫米。焊接電流為130安培，電弧電壓為24伏特，焊接速度為16厘米/分鐘,?電源極性為直流反接。填充及蓋面的焊接采用窄焊道，焊道寬度不大于15毫米。焊接正面時，當焊縫達到坡口深度的2/3后，停止焊接，將焊件翻轉。翻轉后焊接反面坡口，反面坡口全部焊接完畢，焊件再翻轉回原先位置。最后將正面剩余的1/3坡口焊滿，焊接過程結束。

????4、對蓋面焊縫修磨。在鋼和鑄鋼接頭焊接之后，對焊縫表面進行修磨，主要修磨焊趾，將焊趾修磨成圓滑過渡，避免在鑄鋼表面產生過大的應力集中而引起鑄鋼產生裂紋。