一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺，该工艺包括：一、在铁铬铝合金管道的待焊接处加工焊接坡口得到待焊接件；二、对焊丝和待焊接件进行清洗、酸洗和清水冲洗，吹干后得到预处理后的待焊接件和焊丝；三、将预处理后的待焊接件进行组装预热，并通入高纯氩气进行保护，采用经预处理后的焊丝对待焊接件进行两层氩弧焊焊接；步骤四、进行焊后热处理并保温缓冷至室温得到焊接件。本发明专利技术通过对待焊接预热并控制焊后热处理的制度，促进了焊后组织由奥氏体向马氏体的完全转变，降低了焊缝金属与热影响区的硬度，改善了焊接接头的韧性，防止裂纹的产生，获得的铁铬铝合金管道焊接件能承受复杂环境的振动影响，且工艺简单，设计合理。合理。合理。

【技术实现步骤摘要】
一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺


[0001]本专利技术属于焊接
，具体涉及一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺。

技术介绍

[0002]为了提高核设施的安全性并避免极端条件下的事故，铁铬铝(1C13Al4)合金是较为理想的输送冷却介质的管道材料，能够抵抗辐射引起的膨胀变形，并具有优异的高温蒸汽抗氧化性和耐腐蚀性。但铁铬铝合金中含有质量分数4％的铝，使得焊后热影响区容易出现裂纹，抗冲击韧性低，作为输送管道不能很好地承受复杂环境振动影响，限制了这种材料的推广应用。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺。该工艺通过控制待焊接件和焊丝进行两层氩弧焊焊接后的热处理制度，促进了焊后组织由奥氏体向马氏体的完全转变，有效降低了焊缝金属与热影响区的硬度，改善了焊接接头的韧性，防止裂纹的产生，获得的铁铬铝合金管道焊接件能够很好地承受复杂环境的振动影响。
[0004]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：
[0005]步骤一、制备待焊接件：在铁铬铝合金管道的待焊接处加工焊接坡口，得到待焊接件；
[0006]步骤二、预处理：采用无水乙醇对焊丝和步骤一中得到的待焊接件进行清洗，然后在室温下浸入酸洗溶液中浸泡1min～2min，再用清水冲洗，重复上述酸洗溶液浸泡和清水冲洗工艺，经热风吹干后得到预处理后的待焊接件和焊丝；
[0007]步骤三、预热和焊接：将步骤二中得到的预处理后的待焊接件进行组装，然后将焊接区域两侧150mm内预热至260℃，并向待焊接件的内部和外部均通入高纯氩气以控制氧气含量在50ppm内进行保护，采用步骤二中经预处理后的焊丝对待焊接件进行两层氩弧焊焊接；
[0008]步骤四、焊后热处理：将步骤三中经焊接后的待焊接件先冷却至100℃～150℃并保温0.5h，然后缠绕加热履带使两层氩弧焊焊接形成的焊缝升温至650℃～750℃并保温0.5h，再以不大于200℃/h的速率降温至400℃，继续采用保温棉对两层氩弧焊焊接形成的焊缝进行保温缓冷至室温，得到焊接件。
[0009]本专利技术首先通过焊前对待焊接件、焊丝进行清洗和酸洗，以充分去除其表面的附着杂质和油污，提高待焊接件、焊丝的清洁度，有利于后续焊接工艺的进行；然后对组装后的待焊接件的焊接区域范围进行260℃的预热，使得待焊接件中附着的有害气体(如氧气、氮气等)充分排出，提高了待焊接件的纯度，减少了焊接气孔、冷裂纹等缺陷的产生，通常当待焊接件中的含碳量为0.10％～0.20％，可将预热温度扩大至250℃～300℃；接着对经两
层氩弧焊焊接后的待焊接件进行焊后热处理，通过控制焊后热处理的过程，即先冷却至100℃～150℃并保温0.5h，使得焊接后的待焊组件充分冷却，直至完成奥氏体向马氏体的转变，避免了焊后立刻升温热处理导致未完成马氏体转变、进而碳化物沿着奥氏体品界析出发生奥氏体向珠光体的转变，从而产生粗大晶粒严重降低焊接件的韧性，然后对焊缝升温至650℃～750℃并保温0.5h，结合在不高于待焊接件母材的Ac1点(金属临界点)下保温，再缓慢降温，有效降低了焊缝金属与热影响区的硬度，改善了焊接接头的韧性，同时降低了焊接结构的残余应力，防止裂纹的产生。因此，本专利技术获得的铁铬铝合金管道焊接件的韧性良好，焊后热影响区无裂纹生成，适用于壁厚4mm～8mm，直径30mm～60mm的铁铬铝合金管道焊接。
[0010]上述的一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺，其特征在于，步骤一中所述焊接坡口为单边V形坡口，坡口角度为30
°
～45
°
，钝边长度为0.5mm。通过采用上述角度大且钝边留量小的焊接坡口，保证了焊接后第一遍自熔焊接的焊缝全部焊透，使得铁铬铝合金管道内部的焊缝材料与母材保持一致。
[0011]上述的一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺，其特征在于，步骤一中所述铁铬铝合金管道的名义成分为1C13Al4，步骤二中所述焊丝为直径2mm的1Cr13不锈钢焊丝。上述焊丝的成分与母材铁铬铝合金管道的成分接近，且杂质含量少韧性好，最大程度减少了焊后对母材机械性能和抗腐蚀性能的影响。
[0012]上述的一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺，其特征在于，步骤三中所述两层氩弧焊焊接包括打底自熔焊接和加丝盖面焊接，所述打底自熔焊接的电流为150A～160A，焊接速度为220mm/min～250mm/min，所述加丝盖面焊接的电流为130A～140A，焊接速度为220mm/min～250mm/min。上述工艺参数既保证了焊缝组织平整均匀，无气孔无夹杂，又提高了焊接效率。
[0013]上述的一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺，其特征在于，步骤三中所述两层氩弧焊焊接的焊层间温度为200℃～300℃。该焊层间温度有利于待焊接件中附着的有害气体(如氧气、氮气等)充分排出，提高了待焊接件的纯度，减少了焊接气孔、冷裂纹等缺陷的产生。
[0014]本专利技术与现有技术相比具有以下优点：
[0015]1、相较于常规的不锈钢焊接，本专利技术通过增加焊前的预热处理制度，并对预热的温度和时间进行限定，改善了焊接热影响区内应力，防止出现裂纹和气孔缺陷的问题。
[0016]2、本专利技术通过控制焊后热处理的制度，促进了焊后组织由奥氏体向马氏体的完全转变，有效降低了焊缝金属与热影响区的硬度，改善了焊接接头的韧性，防止裂纹的产生，获得的铁铬铝合金管道焊接件能够很好地承受复杂环境的振动影响，适用于壁厚4mm～8mm，直径30mm～60mm的铁铬铝合金管道焊接。
[0017]3、本专利技术通过将焊接坡口加大且钝边变窄，有利于焊缝的第一层的自熔焊接，通过自熔焊接使得焊缝材料与母材保持一致，减少管道介质对焊缝的腐蚀，而焊缝的第二层使用1Cr13焊丝焊接，利用1Cr13焊丝的良好韧性有效改善母材容易脆断的缺点。
[0018]4、本专利技术的工艺简单，设计合理，通过对焊接各步骤的综合设计，避免了铁铬铝合金管焊接过程中裂纹和脆断的发生，改善了焊接质量。
[0019]下面通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步的详细描述。
附图说明
[0020]图1为本专利技术预热和焊接、焊后热处理的制度曲线图。
具体实施方式
[0021]实施例1
[0022]本实施例包括以下步骤：
[0023]步骤一、制备待焊接件：在铁铬铝合金管道的待焊接处加工焊接坡口，得到待焊接件；所述焊接坡口为单边V形坡口，坡口角度为30
°
，钝边长度为0.5mm；所述铁铬铝合金管道的名义成分为1C13Al4，壁厚为4mm，直径为30mm；
[0024]步骤二、预处理：采用无水乙醇对焊丝和步骤一中得到的待焊接件进行清洗，然后在室温下浸入酸洗溶液中浸泡1min，再用清水冲洗，重复上述酸洗溶液浸泡和清水冲洗工艺，经热风吹干后得到预处理后的待焊接件和焊丝；所述焊丝为直径2mm本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁铬铝合金管道氩弧焊焊接工艺，其特征在于，该工艺包括以下步骤：步骤一、制备待焊接件：在铁铬铝合金管道的待焊接处加工焊接坡口，得到待焊接件；步骤二、预处理：采用无水乙醇对焊丝和步骤一中得到的待焊接件进行清洗，然后在室温下浸入酸洗溶液中浸泡1min～2min，再用清水冲洗，重复上述酸洗溶液浸泡和清水冲洗工艺，经热风吹干后得到预处理后的待焊接件和焊丝；步骤三、预热和焊接：将步骤二中得到的预处理后的待焊接件进行组装，然后将焊接区域两侧150mm内预热至260℃，并向待焊接件的内部和外部均通入高纯氩气以控制氧气含量在50ppm内进行保护，采用步骤二中经预处理后的焊丝对待焊接件进行两层氩弧焊焊接；步骤四、焊后热处理：将步骤三中经焊接后的待焊接件先冷却至100℃～150℃并保温0.5h，然后缠绕加热履带使两层氩弧焊焊接形成的焊缝升温至650℃～750℃并保温0.5h，再以不大于200℃/h的速率降温至400℃，继续采用保温棉对两层氩弧焊焊接形成的焊缝进行保温缓...

【专利技术属性】
技术研发人员：任春鹤，杨华，李格妮，王丽，鲁勤利，杨宏亮，黄张洪，李军，刘利，李永杰，郝伟伟，
申请(专利权)人：西安西材三川智能制造有限公司，
类型：发明
国别省市：