[發(fā)明專利]一種焊縫防開裂焊接方法

在審

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• 申請日: 2021-04-01
• 公開（公告）號: CN113070548A
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設計）人: 韓天鵬;劉福廣;王艷松;李勇;劉剛;米紫昊;楊二娟;王博;張周博;常哲
• 申請（專利權）人: 西安熱工研究院有限公司
• 主分類號: B23K9/02
• 分類號: B23K9/02;B23K9/173;B23K9/23
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權代理事務所 61215
• 代理人: 何會俠

本發(fā)明提供了一種焊縫防開裂焊接方法，通過兩段式坡口加工，粗晶細化焊道工藝焊接，正常焊接工藝填充、雙層蓋面及焊縫形式的優(yōu)化打磨等步驟完成合金鋼焊縫的焊接。本發(fā)明可提高焊縫薄弱區(qū)域組織性能，從而減小焊縫薄弱區(qū)域開裂可能，發(fā)生開裂后可阻斷裂紋的延展，達到防焊縫開裂泄漏的目的。

技術領域

本發(fā)明屬于金屬材料焊接技術領域，具體涉及一種焊縫防開裂焊接方法。

背景技術

火電站各類管道長期工作于高溫、高壓條件下，焊縫熱影響區(qū)作為焊縫薄弱區(qū)域極易產(chǎn)生各類缺陷，從而造成泄漏事故。如廣泛使用的鉻-鉬-釩類耐熱鋼在500-700℃間存在熱敏感溫度，再次加熱時使鉻、鉬、釩等合金元素碳化物析出形成晶內(nèi)強化，變形集中于晶界，極易導致再熱裂紋的產(chǎn)生。又例如異種鋼焊接時，長期使用后沿合金鋼側熔合線出現(xiàn)呈線狀分布的大顆粒Ⅰ型碳化物，Ⅰ型碳化物形核、長大的蠕變孔洞發(fā)生連接則會產(chǎn)生沿晶裂紋。此類裂紋產(chǎn)生后，如果不加以控制，則會沿熱影響區(qū)或熔合線擴展直至整個焊縫，最終使部件完全裂穿，導致管道泄漏。

目前防止焊縫開裂的一種方法是對焊接工藝進行優(yōu)化，通過控制預熱溫度、層間溫度，合理設定焊接順序，控制焊后熱處理工藝及熱裂紋敏感溫度停留時間等，從而降低焊接應力，減少焊縫開裂的可能性。該方法只能夠降低焊縫開裂的可能性，無法阻止開裂后裂紋的擴展延伸。另一種方法是采用一種特殊焊接坡口阻止焊縫開裂后的裂紋擴展，但是該類坡口相比于正常坡口增多了焊縫填充量，會導致焊縫熱影響區(qū)范圍擴大，反而擴大了薄弱區(qū)域的范圍，增加了開裂可能性。

因此，通過開發(fā)一種既能阻止焊縫裂紋擴展，又能改善焊縫薄弱區(qū)域組織性能的方法，對提高焊接結構安全性具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種焊縫防開裂焊接方法，能夠防止焊縫開裂或阻止焊縫裂紋擴展。

為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術方案如下：

一種焊縫防開裂焊接方法，包括以下幾個步驟：

步驟1：在母材上制作兩段式坡口；

步驟2：打磨清除坡口及周邊15-20mm范圍內(nèi)污染物，坡口表面無損檢測及焊前預熱；

步驟3：采用粗晶細化焊接工藝及正常焊接工藝進行對口焊接；

步驟4：完成焊縫填充及蓋面焊后，在蓋面焊縫上再進行一次蓋面焊接；

步驟5：對焊縫形狀進行打磨優(yōu)化。

步驟1中所述兩段式坡口依次由外端坡口、平行段及內(nèi)端坡口組成，外端坡口與內(nèi)端坡口通過平行段連接，外端坡口厚度為母材厚度的10％-15％，內(nèi)端坡口厚度為母材厚度的85％-90％，外端坡口和內(nèi)端坡口與水平面所成角度相同，平行段寬度為5-10mm。

步驟3中所述粗晶細化焊接工藝用于兩段式坡口前三層焊縫的填充焊接，焊接方法為采用氬弧焊進行底層焊接，焊絲規(guī)格采用2.4mm，焊后磨削該層焊縫的一半，隨后采用焊條電弧焊進行第二層焊接，焊條規(guī)格采用3.2mm，焊后磨削該層焊縫的一半，第三層焊縫焊接，焊條規(guī)格采用4.0mm，焊后磨削該層焊縫的一半。

步驟3中所述正常焊接工藝在粗晶細化焊接工藝實施后使用，用于填充剩余焊縫及蓋面，正常工藝采用焊條電弧焊，焊條規(guī)格為3.2mm。

步驟5中所述打磨優(yōu)化包括對焊縫高度、寬度以及邊緣區(qū)域形狀打磨，要求焊縫余高滿足標準要求，焊縫寬度打磨量為坡口平行段寬度的一半，焊縫邊緣區(qū)域應圓滑過渡。

對于需要焊后熱處理的焊縫，應先進行焊后熱處理，再進行步驟5。

本發(fā)明的有益效果是，通過兩段式坡口加工，粗晶細化工藝焊接以及焊縫形式打磨優(yōu)化等過程，從而減小焊縫薄弱區(qū)域開裂可能，阻斷焊縫裂紋的延展，達到防焊縫開裂泄漏的目的。

附圖說明