[發明專利]一種高碳當量鐵基合金深度失重型損傷的冷焊修復方法

在審

• 申請號: 202011302932.3
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112620878A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發明（設計）人: 杜度;孫吉宏;繆旭弘;葉開富;張瑋;周圣兵;毛柳偉;李楊;袁思鳴;彭茂林;周廣禮
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍92578部隊
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;B23K9/173;B23K9/32;B23K35/30
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 戴媛

本發明公開了一種高碳當量鐵基合金深度失重型損傷的冷焊修復方法，從四個技術途徑上來防止各區冷裂紋的發生：一是將產生的脆性組織范圍控制在一個極薄的范圍內，二是將產生的脆性組織晶粒尺寸控制在盡可能細小的范圍內，三是將產生的脆性組織受到的拉應力作用控制在盡可能低的水平上，四是選用塑性優異的奧氏體填充焊材。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，涉及一種高碳當量鐵基合金深度失重型損傷的冷焊修復方法。

背景技術

失重型損傷(如磨損、切削型劃傷、腐蝕型溝槽、腐蝕型凹坑等)是用金屬材料制造的所有機器設備、工業結構、工業裝備中，最為常見的一類損傷。該機器設備、工業結構、工業裝備中的金屬材料至少96％以上用的是鐵基合金。輕微的失重型損傷往往對機器設備、工業結構、工業裝備的運行安全，力學性能損傷未構成實質性威脅，不一定立即停產修復，而重型的深度失重型損傷一定是對設備和裝備的安全運行構成了實質性威脅，必須要停產停車修復?，F有的高碳當量鐵基合金的冶金結合(原子結合)型修復技術大致分為下述3類：1.用同質焊材熱焊修復技術；2.用鎳基過渡層的冷焊修復技術；3.高塑性異質焊材的冷焊修復技術。上述技術目前存在的主要局限性如下：

(1)高碳當量鐵基合金焊接最大的問題是冷裂敏感性極高，工藝技術稍有偏差，在熱影響區淬硬層和近熔合區的焊縫內產生冷裂紋很難避免。解決該難題傳統且廣泛使用的是同質焊材熱焊修復技術，該技術先將待修復的高碳當量鐵基合金構件，預熱到200℃左右并保持該溫度，再用同質焊材熱態下焊接，并采取焊后保溫緩冷等措施來防止冷裂紋的產生。該技術主要局限性有：①對于尺寸較大的待修復構件，由于不均勻的加熱而致的不均勻熱變形十分嚴重，構件形位尺寸易偏離標準尺寸大，焊后不經過復雜的矯正，多數情況下不能修后直接使用；②修復周期很長，修復成本很高；③高溫輻射使得焊接作業環境惡劣；④必須將待修復的構件從整機設備中拆除，不能實現非拆除步驟下原位修復。

(2)用鎳基過渡層的冷焊修復技術基本上可克服技術(1)的大多數局限性，但鎳基焊材昂貴，還需要至少兩種以上的焊材。

(3)避免了鎳基焊材過渡和需用多種焊材的局限性。修復工程中高塑性異質焊材大多選用奧氏體焊材，且只選用一種焊材。但現有冷態修復技術中，存在兩個局限性，一是高碳當量鐵基合金過熱區脆性層內難于100％避免淬火裂紋的產生，二是修復填充的焊縫金屬晶粒較粗大，抗晶間腐蝕能力較差。

發明內容

本發明的目的是提供一種高碳當量鐵基合金深度失重型損傷的冷焊修復方法，解決了現有修復技術存在的焊材昂貴、存在淬火裂紋及抗晶間腐蝕能力差的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種高碳當量鐵基合金深度失重型損傷的冷焊修復方法，包括如下步驟：

步驟1，選用含碳量小于等于0.0 3％、鉻當量大于等于25.9，鎳當量大于等于11.8的奧氏體焊材；

步驟2，采用MAG焊接方法進行焊接；

步驟3，焊接時采用短路或頻率小于3.5KW的顆粒過渡的電弧功率；

步驟4，采用斷弧點焊方式進行焊接；

步驟5，焊接坡口采用曲率半徑R≥10mm的圓弧坡口；

步驟6，冷焊之前在高碳當量鐵基合金的熔合區預置壓縮應變區；

步驟7，采用對稱分段退焊法的焊接順序；

步驟8，打底焊層焊后立即再用錘擊法消除應力；

步驟9，在靠近焊補區的相對兩側分別設置流水渠堤，焊補過程中用冷態的流水持續散熱。

本發明的特點還在于，

步驟2中，采用MAG焊接方法焊接時，焊絲直徑小于等于1.0mm。保護氣體為97.5％Ar和2.5％C0₂的混合氣體。