大型转炉托圈耳轴的焊接方法技术

本发明专利技术涉及冶金行业中的大型转炉，尤其涉及大型转炉托圈耳轴的焊接方法。一种大型转炉托圈耳轴的焊接方法，其特征是在托圈耳轴的焊接中采用管极电渣焊，管极数量为三至四根，焊接厚度从１５０ｍｍ至２１０ｍｍ，焊接长度从６００ｍｍ至３０００ｍｍ。电渣焊后热处理采用去氢加回火处理工艺。本发明专利技术大型转炉托圈耳轴采用管极电渣焊焊接法，焊接效率高，设备简单，操作方便，热处理温度低，回火炉制造成本低。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金行业中的大型转炉，尤其涉及。
技术介绍
大型转炉是炼钢行业的重要设备，尤其是100吨以上的大型氧气转炉，转炉托圈直径在8米以上。对于120吨以上的转炉，其转炉托圈的直径达9米，加上两个耳轴的长度，其总长度超过11米，耳轴与筋板的厚度大于等于210毫米，焊缝长度超过3米。现有的焊接方法是采用手工焊、气体保护焊和板极电渣焊，板极电渣焊是应用于大厚度的焊接，但板极电渣焊焊后焊缝的晶粒粗大，塑性性能较低，必须在热状态下，进行正火加回火热处理，正火处理的最高温度达880～920℃，才能解决焊缝的晶粒粗大问题，并消除焊缝的应力问题。然而，总长度超过11米的120吨或150吨大型转炉托圈耳轴的庞然大物，需要有大型的回火炉才能进行热处理，设备投资大、制造成本高，且转炉托圈耳轴筋板厚、成型困难、工作量大，难以达到技术要求。
技术实现思路
本专利技术提供一种。该焊接方法采用管极电渣焊，用以焊接大厚度、超长度的转炉托圈耳轴，并采用去氢处理加回火处理的热处理方法，取代原来的正火处理加回火处理的方法。该管极电渣焊焊接效率高，设备简单，操作方便，回火炉制造成本低。本专利技术是这样实现的一种，其特征是在托圈耳轴的焊接中采用管极电渣焊，管极数量为三至四根，焊接厚度从150mm至210mm，焊接长度从600mm至3000mm。上述的，所述管极电渣焊的焊接速度从0.6至1.0m/h，送丝速度从150至180m/h，焊接电压从46V至50V，渣池深度从30至40mm，装配间隙上口从32毫米至38毫米，装配间隙下口从28毫米至30毫米。上述的，所述电渣焊后热处理采用去氢处理加回火处理工艺，去氢处理加回火处理工艺是从室温开始，进炉后以每小时50至60度加热至310～350度，保温一定时间后，缓慢冷却至小于等于150度后再进炉，并以每小时50至60度加热至600～625度，保温一定时间后以炉冷冷却至小于等于150度出炉。上述的，所述在去氢处理加回火处理工艺中将工件加热至310～350度时，保温3～4小时，在加热至600～625度时，保温5～6小时。本专利技术的工作原理是采用管极电渣焊焊接大厚度、超长度的转炉托圈耳轴。改变了管极电渣焊主要应用于一般焊缝钢板较簿、较短的产品的概念，即焊缝钢板厚度小于等于100毫米，长度小于等于1500毫米。并采用去氢处理加回火处理的热处理方法，取代原来的正火处理加回火处理的方法，细化焊缝的晶粒，并消除焊缝的内应力。该管极电渣焊焊接效率高，设备简单，操作方便，回火炉制造成本低。电渣焊和其它焊接方法相比，电渣焊的特点如下(1)电渣焊热源体积大，大厚度焊接可以一次成型，因此生产效率高并且能减少手工焊接无法操作的困难。(2)被焊接的工件不需开坡口，只要留下一定的装配间隙，焊接的材料消耗少。(3)电渣焊的热量集中较电弧焊弱，并且有渣池预热作用，熔池及近焊缝区加热、冷却速度缓慢，不易产生淬硬组织和冷裂缝。(4)电渣焊可以在较大范围内调节焊缝成型系数，焊缝不易出现热裂缝。(5)电渣焊熔池结晶部分上面有液态金属和渣池存在，熔池中气体及杂质均易于析出，焊缝中不易产生气孔、夹杂和缺陷。(6)焊缝和热影响区在高温停留时间长，产生晶粒粗大和过热组织，促使焊接接头冲击韧性下降，焊后要进行正火加回火热处理。附图说明图1为大型转炉O型托圈耳轴示意图，图2为大型转炉U型托圈耳轴示意图，图3为本专利技术三根管子的管极电渣焊的示意图，图4为四根管子的管极电渣焊的示意图，图5为平板接头的结构示意图，图6为T型接头的结构示意图；图7为现有正火处理加回火处理工艺曲线图，图8为试板去氢处理加回火处理工艺曲线图，图9为大型转炉托圈耳轴焊接后去氢处理加回火处理工艺曲线图。图中1长耳轴，2长耳轴块，3U型托圈，4短耳轴块，5短耳轴，6工装装置，7O型托圈；10试板，11固定绝缘材料，12焊丝，13钢管，14引弧板。a上口装配间隙，b下口装配间隙，c、c′试板长度，d试板高度，l试板宽度。具体实施方式下面结合附图给出本专利技术的实施例。参见图1、图2，图1为大型转炉O型托圈耳轴示意图，图2为大型转炉U型托圈耳轴示意图，图中的阴暗部分是焊缝，是采用管极电渣焊的焊缝。对于图1的O型托圈7来说，由于托圈7受力相对均匀，焊接变形相对较少，同心度较容易保证；但对于图2的U型托圈3来说，由于托圈3受力不均，焊接容易变形，同心度不易保证，需添加工装装置6将托圈3撑住。实施例1、实施例2参见图3、图4、图5，采用管板电渣焊对试板进行焊接，试板参数如下试板材质为Q235-A(相当于SM400B)两对；实施例1c＝150mm，l＝300mm，d＝600mm；实施例2c′＝210mm，l＝300mm，d＝600mm；焊接材料H10Mn2AΦ5mm，管子为20#无缝钢管Φ14×3。主要焊接规范参数如表1表1 对20#无缝钢管有特殊要求，其在外层涂上专用的涂料，该涂料的厚度为1～2mm，涂料的主要成份如表2表2 焊接热处理是为了细化焊缝及热影响区缓慢而长大的晶粒，消灭魏氏组织，提高冲击值(指在正火状态处理后)，以及消除焊接结构件的内应力(指回火处理)，实施例1和实施例2将原来的正火处理加回火处理工艺改为去氢处理加回火处理工艺。原有的正火处理加回火处理工艺曲线如图7所示，其正火处理加回火处理工艺是从室温开始，进炉后以每小时60度加热至890～920度，保温一定时间，如4小时，空冷至小于等于150度后再进炉，并以每小时60度加热至600～625度，保温一定时间(如5至6小时)后以炉冷冷却至小于等于150度出炉。本实施例的热处理工艺采用去氢处理加回火处理，其工艺曲线如图8所示，其工艺是从室温开始，进炉后以每小时60度加热至320～350度，保温一定时间，如3小时，缓慢冷却至小于等于150度后再进炉，并以每小时60度加热至600～625度，保温一定时间(如5至6小时)后以炉冷冷却至小于等于150度出炉。本实施例的回火炉的炉温最高至600～625度，可以利用现有的回火炉进行热处理工艺。实施例3，对于托圈耳轴的焊接采用管极电渣焊，其焊接示意图参见图4，T型接头的结构示意图参见图6；对于焊接厚度为210mm、长度为3000mm焊缝的两块金属材料，形成T型接头，选用四根管子的管极电渣焊。其参数如下产品材质SM400B；结构形式形成T型接头；焊缝钢板厚度210mm，长度为3000mm；装配间隙，上口为38mm，下口为28mm；焊接材料H10Mn2Φ5mm，管子为20#无缝钢管Φ14×3。焊接规范要求A焊接速度0.6m/h；B送丝速度150m/h；C焊接电压46～50V；D渣池深度30～40mm；E电流采用调节左、右两根管子的电流，使得靠工件两边的管子中电流高于中间两根管子的电流约10％左右，即靠工件的管子电流1000A，中间两根为900A，这样可以形成焊缝有良好的熔池。F焊后热处理(去氢处理加回火处理)工艺曲线参见图9，从室温开始，进炉后以每小时50度加热至310～330度，保温一定时间，如4小时后，缓慢冷却至小于等于150度后再进炉，并以每小时50度加热至600～625度，保温一定时间，如6小时后，以炉冷冷却至小于等于150度出炉。电渣焊后应清除熔池，割去马配，引出弧板，检查表面焊接质量，并进行超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大型转炉托圈耳轴的焊接方法，其特征是在托圈耳轴的焊接中采用管极电渣焊，管极数量为三至四根，焊接厚度从１５０ｍｍ至２１０ｍｍ，焊接长度从６００ｍｍ至３０００ｍｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：浦跃奋，薛宝生，张晓明，
申请(专利权)人：上海重型机器厂，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]