[發明專利]一種提高系泊鏈焊口質量的工藝方法

有效

• 申請號: 202110980644.1
• 申請日: 2021-08-25
• 公開（公告）號: CN114131163B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 劉振偉;鮑雪君;張明;李曜;楊烽;李宏勵;許海龍;曹鋒
• 申請（專利權）人: 江陰興澄特種鋼鐵有限公司
• 主分類號: B23K11/04
• 分類號: B23K11/04;B23K11/34;B23K11/36
• 代理公司: 江陰市輕舟專利代理事務所(普通合伙) 32380
• 代理人: 孫燕波

本發明涉及一種提高系泊鏈焊口質量的工藝方法，本方法主要包括a)閃光焊接前準備；b)閃光預熱；c)頂鍛過程和d)頂鍛保壓四個步驟，特點在于在鏈環放于電極后閃光焊前增加導熱石墨片至環端口和預頂鍛兩個工序，減少焊口高溫熔融金屬中合金元素高溫氧化和脫碳，避免高溫氧化物滯留焊口，提高焊口低溫沖擊韌性、強度和塑性指標；通過控制合適的閃光預熱次數、頂鍛速度、頂鍛留量、頂鍛壓力和保壓時間參數，使得焊口附近過燒金屬充分被頂出，保證閃光焊焊口質量和性能穩定性。

技術領域

本發明涉及一種提高系泊鏈焊口質量的工藝方法。屬于焊接工藝技術領域。

背景技術

系泊鏈區別于一般的錨鏈，它是用在石油鉆井平臺等海洋結構件上起固定作用的鏈條，由于其工作環境很惡劣，所以對鏈條有較為嚴苛的要求。閃光對焊的基本原理是：焊件裝配成對接接頭，接通電源，并使其端面逐漸移近達到局部接觸，利用電阻熱加熱這些接觸點(產生閃光)，使端面金屬熔化，直至端部在一定深度范圍內達到預定溫度時，迅速施加頂鍛力完成焊接。

目前通常采用的編鏈和焊接工藝熱編鏈熱焊接。閃光的作用：1)加熱焊件，熱源主要來自于液體過梁的電阻熱以及過梁爆破時部分金屬液滴噴射在對口端面上所帶來的熱量。2)燒掉焊接端面上的贓物和不平，因此降低了對焊前端面的質量要求；3)液體過梁爆破時產生的金屬蒸汽減少了空氣對對口間隙的入侵，形成自保護；4)閃光后期在端面上形成的液體金屬層，為頂鍛時排除氧化物和過熱金屬提供了有利條件。

頂鍛的作用：1)封閉對口間隙，擠平因過梁爆破而留下的火口。2)徹底排除端面上的液體金屬層，使焊縫中不殘留鑄態組織。3)排除過熱金屬及氧化物夾雜，造成潔凈金屬的緊密結合；4)使對口和鄰近區域獲得適當的塑性變形，促進焊縫再結晶過程。

目前國內外系泊鏈大生產過程中，主要存在如下問題：1)目前焊接工況下，由于沒有有效保護，高溫液態金屬被氧化燒損，鋼中添加的合金元素沒有起到應有的效果，為了彌補燒損，鋼中需要添加更多的合金元素，無形中大幅增加了制鏈成本；2)目前工況條件下，對焊機頂鍛能力要求嚴苛，需要更大的頂鍛力將高溫氧化金屬擠出；3)頂鍛力也不能過大，因為電極加持力形成的摩擦力是有限的，過大的加持力必然造成鏈環變形嚴重，甚至不能滿足標準尺寸要求。目前工裝狀況已經成為影響系泊鏈焊口質量的瓶頸問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種顯著提高強度鏈條鋼焊口質量的焊接工藝方法，減少焊口高溫熔融金屬中合金元素高溫氧化和脫碳，避免高溫氧化物滯留焊口，提高焊口低溫沖擊韌性、強度和塑性指標；通過控制合適的閃光預熱次數、頂鍛速度、頂鍛留量、頂鍛壓力和保壓時間等參數，使得焊口附近過燒金屬充分被頂出，保證閃光焊焊口質量和性能穩定性。

本發明解決上述問題所采用的技術方案為：一種提高系泊鏈焊口質量的工藝方法，主要從如下幾個方面進行優化改進：1)在鏈環放置電極后，在鏈環端口之間放入提前預制好的導熱石墨片。導熱石墨片具有導電性，在閃光過程中，導熱石墨片被氧化生成二氧化碳氣體，對焊口起到保護作用，同時還具有還原作用，即使焊口部分金屬被氧化，通過石墨還原出單質金屬。石墨片的作用主要體現在閃光焊前期，鏈環端口多少會有喇叭口，空氣中的氧氣更容易進入焊口，高溫金屬氧化比較厲害。2)導熱石墨片放入鏈環端部后采用預頂鍛方式將導熱石墨片與兩端面緊密貼合，這樣既可以避免閃光過程中導熱石墨片脫落，又有利于減少閃光初期高溫液態金屬的燒損和脫碳；3)頂鍛保壓，油缸保壓一段時間，使鏈環充分變形，降低鏈環焊口上殘余拉伸應力；由于鏈環強度較高，焊接頂鍛過程中回彈力大，為了保證焊口高溫金屬充分熔合，保壓時間必須足夠。

所述方法包括以下步驟：

a)閃光焊準備：將提前壓制好的石墨片放于待焊鏈環喇叭口中，石墨片不能太薄，太薄容易斷裂且保護效果不好；太厚燃燒不完全容易在焊口積碳。本發明石墨片厚度范圍0.5～1.5mm，為了防止石墨片因重力掉落，采用預頂鍛方式將石墨片緊緊擠壓在鏈環兩端面間隙中。