一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，包括如下步骤：去除泵筒体待焊部位的复层，在泵筒体上加工深度大于内泵体壁厚2mm的焊接坡口；将内泵体与泵筒体拼装；对内泵体与泵筒体待焊部位及周围预热；对内泵体与泵筒体间待焊部位进行打底焊焊接；对内泵体与泵筒体间待焊部位进行其余层焊接；对焊后内泵体与泵筒体保温缓冷；对焊后内泵体与泵筒体消应力处理。本发明专利技术提供的一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，工艺流程和焊接方法简单、焊接质量较高、焊后性能能够满足使用要求，解决了不锈钢复合钢与马氏体钢的异种钢焊接难题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法


[0001]本专利技术涉及异种钢焊接
，特别涉及一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法。

技术介绍

[0002]有些泵类产品的泵筒体与内泵体的焊接，往往是不锈钢复合钢与马氏体不锈钢的焊接。因为这些泵类产品的泵筒体为碳钢锻件SA
‑
266M 4，并且为了防止高速水流冲击内表面产生冲蚀，还需在泵筒体内壁整体堆焊奥氏体不锈钢E316L复层，而其内泵体材料为马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo。
[0003]不锈钢复合钢的焊接，既要满足基层的结构强度要求，又要保证复层耐冲蚀性能的要求，其焊接具有特殊性；而马氏体不锈钢的可焊性差，焊接后形成淬硬的马氏体组织，在焊接应力作用下极易产生冷裂纹等缺陷。
[0004]常规不锈钢复合钢的对接焊，基层与基层的焊接应选择与基层材质相应的碳钢焊条J507；复层与复层的焊接应选择与复层材质相应的焊条E316L；基层与复层交界处过渡层的焊接，为减少碳钢对不锈钢合金成分的稀释作用和补充焊接过程中合金成分的烧损，选择铬、镍含量高的焊条E309L。常规马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo的对接焊，选择同材质焊条E410NiMo
‑
15。
[0005]而对于不锈钢复合钢与马氏体钢的异种钢焊接，无论采用常规不锈钢复合钢的对接焊工艺，还是常规马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo的对接焊工艺，都无法满足该异种钢焊缝的性能要求。与此同时，不锈钢复合钢的焊接工艺分为基层、复层及过渡层的焊接，每层需要不同的焊材及焊接工艺，且复层及过渡层的焊缝厚度都有尺寸控制要求。而泵筒体与内泵体的对接焊缝为相贯线形状，在焊接操作过程中该相贯线形状对于复层及过渡层的焊缝熔敷厚度尺寸不易实现控制。此外，因内泵体结构的复杂性，使泵筒体与内泵体的焊接，只能从相贯线侧的泵筒体有限空间内进行施焊，这也给焊接带来了一定的难度。
[0006]因而，当前亟需一种工艺流程和焊接方法简单、焊接质量较高、焊后性能能够满足使用要求的异种钢焊接方法，以解决一些泵类产品的不锈钢复合钢泵筒体与马氏体钢内泵体的焊接难题。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种工艺流程和焊接方法简单、焊接质量较高、焊后性能能够满足使用要求的不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，以解决不锈钢复合钢与马氏体钢的异种钢焊接难题。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，适用于本体为碳钢锻件SA
‑
266M 4且内壁整体堆焊奥氏体不锈钢E316L复层的泵筒体与材料为马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo的内泵体的焊接，焊接方法包括如下步骤：
[0009]去除泵筒体待焊部位的复层，在泵筒体上加工深度大于内泵体壁厚2mm的焊接坡
口；
[0010]将内泵体与泵筒体拼装；
[0011]对内泵体与泵筒体待焊部位及周围预热；
[0012]对内泵体与泵筒体间待焊部位进行打底焊焊接；
[0013]对内泵体与泵筒体间待焊部位进行其余层焊接；
[0014]对焊后内泵体与泵筒体保温缓冷；
[0015]对焊后内泵体与泵筒体消应力处理。
[0016]进一步地，所述焊接坡口的角度为60
°
，所述焊接坡口的表面粗糙度为6.3。
[0017]进一步地，在将内泵体与泵筒体拼装前，还包括对内泵体与泵筒体待焊部位及周围13mm范围内做液体渗透检验，以及清理内泵体与泵筒体待焊部位及周围50mm范围内的异物的步骤。
[0018]进一步地，对焊后内泵体与泵筒体消应力处理后，还包括钳工打磨焊接接头表面，以及对焊缝表面及周围13mm范围内的母材进行液体渗透检验的步骤。
[0019]进一步地，所述对内泵体与泵筒体待焊部位及周围预热是在焊前将内泵体与泵筒体的待焊部位及周围80mm范围内的母材，采用火焰加热进行预热，预热温度为150℃
‑
260℃。
[0020]进一步地，所述打底焊焊接方法为手工电弧焊SMAW，焊条为ENiCrFe
‑
3，直径为φ3.2mm，焊接电流100
‑
110A，焊接电压22
‑
23V，焊接速度180
‑
185mm/min,控制最大焊接热输入844J/mm。
[0021]进一步地，所述其余层焊接方法为手工电弧焊SMAW，焊条为ENiCrFe
‑
3，直径为φ3.2/φ4.0mm，焊接电流90
‑
115/120
‑
130A，焊接电压21
‑
23/22
‑
24V，焊接速度190
‑
200/190
‑
210mm/min,控制最大焊接热输入985J/mm。
[0022]进一步地，所述打底焊焊接和其余层焊接可随时采用火焰加热待焊部位，使层间温度保持在150℃
‑
260℃范围内。
[0023]进一步地，所述对焊后内泵体与泵筒体保温缓冷是采用陶瓷纤维毯将焊后的内泵体与泵筒体覆盖后保温缓冷到室温。
[0024]进一步地，所述对焊后内泵体与泵筒体消应力处理是将焊后的内泵体与泵筒体放入电炉中在610
±
10℃加热时间4
‑
6h。
[0025]本专利技术提供的一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，具有以下优点和效果：
[0026]1、本专利技术通过机械加工去除泵筒体待焊部位的复层，将不锈钢复合钢与马氏体钢的异种钢焊接转化成碳钢SA
‑
266M 4与马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo的异种钢对接焊，该工艺设计使异种钢焊接的复杂性进行了简化。
[0027]2、本专利技术通过在泵筒体上加工单边焊接坡口60
°
，可确保从泵筒体相贯线侧施焊，实现有限空间内良好焊接的优质焊缝。
[0028]3、本专利技术设计泵筒体的坡口深度大于内泵体壁厚2mm，即泵筒体上2mm的未焊间隙，配合优化的焊接工艺参数，使在泵筒体相贯线侧打底焊缝焊接的同时，实现了背面泵筒体内壁2mm厚度的熔敷金属填充。
[0029]4、本专利技术选用镍基焊条ENiCrFe
‑
3，既可实现碳钢SA
‑
266M 4与马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo的异种钢焊接，通过工艺评定试验证明其力学性能不低于母材，又具有优于
泵筒体复层E316L的耐冲蚀性能，使去除复层后的筒体内壁部位2mm满足图纸及设计规格书的耐冲蚀技术要求。
[0030]5、本专利技术通过机械加工去除泵筒体待焊部位的复层，只需采用一种镍基焊条ENiCrFe
‑
3进行焊接，解决了常规不锈钢复合钢的焊接工艺分为基层、复层及过渡层的焊接，即需要三种标准类别号焊条和三种焊接工艺规程的难题，避免了焊工对多份文件切换查对出错，方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，适用于本体为碳钢锻件SA
‑
266M 4且内壁整体堆焊奥氏体不锈钢E316L复层的泵筒体与材料为马氏体不锈钢ZG06Cr13Ni4Mo的内泵体的焊接，其特征在于，焊接方法包括如下步骤：去除泵筒体待焊部位的复层，在泵筒体上加工深度大于内泵体壁厚2mm的焊接坡口；将内泵体与泵筒体拼装；对内泵体与泵筒体待焊部位及周围预热；对内泵体与泵筒体间待焊部位进行打底焊焊接；对内泵体与泵筒体间待焊部位进行其余层焊接；对焊后内泵体与泵筒体保温缓冷；对焊后内泵体与泵筒体消应力处理。2.根据权利要求1所述的不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，其特征在于：所述焊接坡口的角度为60
°
，所述焊接坡口的表面粗糙度为6.3。3.根据权利要求1所述的不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，其特征在于：在将内泵体与泵筒体拼装前，还包括对内泵体与泵筒体待焊部位及周围13mm范围内做液体渗透检验，以及清理内泵体与泵筒体待焊部位及周围50mm范围内的异物的步骤。4.根据权利要求1所述的不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，其特征在于：对焊后内泵体与泵筒体消应力处理后，还包括钳工打磨焊接接头表面，以及对焊缝表面及周围13mm范围内的母材进行液体渗透检验的步骤。5.根据权利要求1所述的不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，其特征在于：所述对内泵体与泵筒体待焊部位及周围预热是在焊前将内泵体与泵筒体的待焊部位及周围80mm范围内的母材，采用火焰加热进行预热，预热温度为150℃
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260℃。6.根据权利要求1所述的不锈钢复合钢与马氏体钢的焊接方法，其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：田云，关锰，王芳，张玉金，刘文英，刘亚玲，孟艳玲，李刚，何春元，王磊，赵洪，焦野，
申请(专利权)人：沈阳鼓风机集团核电泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：