專利名稱：燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及堆焊技術(shù)，更具體地說，涉及一種燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法。
背景技術(shù)：
張減機(jī)是鋼管生產(chǎn)企業(yè)的重要生產(chǎn)設(shè)備，目前一般進(jìn)口產(chǎn)品，經(jīng)過長時間使用后，其底座表面，特別是表面上的燕尾槽磨損、腐蝕十分嚴(yán)重，無法維持繼續(xù)使用。經(jīng)設(shè)備管理人員和生產(chǎn)現(xiàn)場的協(xié)調(diào)，決定制作新張減機(jī)，并提高其使用壽命。請參見圖1所示，圖1為張減機(jī)底座化學(xué)成分的測試值表，可見該進(jìn)口的張減機(jī)底座化學(xué)成分與Q235鋼材的化學(xué)成分接近。Q235鋼為常規(guī)鋼材，其耐磨性能和耐腐蝕性能都不高，因此長期處在稀泥狀油污的工作環(huán)境中，十分容易腐蝕和磨損，因此，要提高張減機(jī)的使用壽命，需要從腐蝕和磨損的綜合性能進(jìn)行考慮。而對于張減機(jī)底座表面燕尾槽進(jìn)行表面耐磨、防腐層的制作，由于其面積較大，不但需要考慮合適的堆焊材料以滿足相應(yīng)的性能要求，更要考慮大面積堆焊對焊接變形的控制，因而難度較大。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，能夠避免發(fā)生焊接變形，提高燕尾槽的防腐耐磨性能。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案該燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，包括以下步驟A.將兩個燕尾槽工件背靠背的點(diǎn)焊在一起，形成上下對稱的結(jié)構(gòu)形式；B.對上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面交替進(jìn)行分段間隔跳焊；C.對堆焊后的燕尾槽工件進(jìn)行熱處理，以消除焊接殘余應(yīng)力；D.將兩點(diǎn)焊在一起的燕尾槽工件分離，并對有變形的燕尾槽工件使用油壓機(jī)進(jìn)行矯形；E.對分離后的燕尾槽工件進(jìn)行粗加工。在步驟B中，所述的堆焊采用材料為ER410NiMoT1、直徑為1. 2mm的實芯焊絲，并采用CO2和Ar的混合氣體為堆焊保護(hù)氣體，焊接電流為200 280A，焊接電壓為24 31V，堆焊厚度為2 4cm。在步驟B中，具體的堆焊步驟如下B1.在上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面上分別劃分多個區(qū)段；B2.對燕尾槽工件進(jìn)行預(yù)熱至250 300°C ；B3.依照先上后下、先中間段后兩邊段的順序進(jìn)行分段間隔跳焊，直至所有堆焊面
全部焊完一遍；B4.采用消應(yīng)力儀對各堆焊面做消除應(yīng)力處理；B5.重復(fù)步驟B3、B4進(jìn)行堆焊數(shù)遍，直至堆焊厚度達(dá)到設(shè)定厚度。在步驟C中，所述的熱處理的具體步驟如下
Cl.將燕尾槽工件放到熱處理爐中，開始升溫到300°C保溫2個小時；C2.以每小時小于80°C的溫升速度進(jìn)行加熱，直至升溫到530°C，停止升溫，開始
保溫;C3.在530°C這個溫度保溫6個小時后，使熱處理爐以每小時小于60°C的溫降速度降溫開始降溫，直至降到300°C，燕尾槽工件出爐進(jìn)行空冷。在步驟D中，對分離后的燕尾槽工件進(jìn)行測直線度，當(dāng)燕尾槽工件的直線度大于Imm時，進(jìn)行矯形。在上述技術(shù)方案中，本發(fā)明的燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法通過將兩個燕尾槽工件背靠背的點(diǎn)焊在一起，并采用ER410NiMoTi的堆焊材料，對上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面交替進(jìn)行分段間隔跳焊，再通過熱處理以消除焊接殘余應(yīng)力，最后進(jìn)行分離兩燕尾槽工件、矯形及粗加工。采用本發(fā)明的堆焊方法，能夠有效避免發(fā)生焊接變形，并且形成的堆焊層能夠提高燕尾槽的防腐耐磨性能。


圖1是張減機(jī)底座材料化學(xué)成分分析表；圖2是本發(fā)明的流程圖；圖3是本發(fā)明的兩個燕尾槽工件背靠背點(diǎn)焊在一起的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖1的側(cè)視圖；圖5是本發(fā)明的堆焊面(斜槽面或水平面)的劃分區(qū)段的實例圖；圖6是本發(fā)明的熱處理溫度折線圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案。請參閱圖2所示，本發(fā)明的燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法具體包括以下步驟A.將兩個燕尾槽工件背靠背的點(diǎn)焊在一起，形成上下對稱的結(jié)構(gòu)形式；B.對上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面交替進(jìn)行分段間隔跳焊；C.對堆焊后的燕尾槽工件進(jìn)行熱處理，以消除焊接殘余應(yīng)力；D.將兩點(diǎn)焊在一起的燕尾槽工件分離，并對有變形的燕尾槽工件使用油壓機(jī)進(jìn)行矯形；E.對分離后的燕尾槽工件進(jìn)行粗加工。請參閱圖3、圖4所示，在步驟A中，采用的燕尾槽為大厚度工件a(4500X495X300mm)兩件，預(yù)計其斜槽面b堆焊時變形量不會很大(堆焊尺寸為4500 X 300 X 7mm)，平槽面c堆焊時會發(fā)生較大的焊接變形(堆焊尺寸為4500 X 250 X 7mm)，熔敷金屬為290Kg。因此，將兩件燕尾槽工件a背靠背地焊接在一起，形成上下對稱的結(jié)構(gòu)形式，通過以下堆焊次序來控制堆焊變形。請參閱圖5所示，在步驟B中，先在上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面上分別劃分多個等分的堆焊區(qū)段。例如在圖5中，兩個燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面均分別劃分了 15個區(qū)段(可直接在工件上畫線)。堆焊使時，根據(jù)工作耐磨層加工余量的堆焊厚度來決定分幾層堆焊(堆焊遍數(shù))。首先將工件預(yù)熱到250-300°C，然后，由兩名焊工依照先上后下、先中間段后兩邊段的順序進(jìn)行分段間隔跳焊，直至所有堆焊面全部焊完一遍，即先對上燕尾槽工件的斜槽面的7和9 ;5和11 ;3和13 ;1和15區(qū)段進(jìn)行依次跳焊，然后以同樣的次序依次對上燕尾槽工件的水平槽面、下燕尾槽工件的斜槽面、水平槽面進(jìn)行跳焊(下燕尾槽工件的兩堆焊面需翻轉(zhuǎn)堆焊)；之后對上燕尾槽工件的斜槽面的8 ；6和10 ；4和12 ；2和14區(qū)段進(jìn)行依次跳焊，同樣再對其余堆焊面進(jìn)行跳焊，完成第一遍的堆焊。第一遍(第一層)堆焊結(jié)束后，用消應(yīng)力儀對堆焊面做消除應(yīng)力處理，以消除部分焊接應(yīng)力。然后，以此同樣再進(jìn)行第二遍的分段間隔跳焊，不斷重復(fù)，直至滿足設(shè)定的堆焊厚度(一般為兩到三遍即可)，采用上述堆焊次序和方式，能夠有效避免發(fā)生焊接變形。而整個堆焊過程的基本工藝要求由于堆焊量很大，如采用焊條電弧焊，則工期很長；如采用埋弧焊，則變形更加難以控制；故本發(fā)明的堆焊采用材料為ER410NiMoT1、直徑為1. 2mm的實芯焊絲，并采用CO2和Ar的混合氣體為堆焊保護(hù)氣體，以增加電弧的穩(wěn)定性，焊接電流為200 280A，焊接電壓為24 31V，堆焊厚度設(shè)定為2 4cm。請參閱圖6所示，堆焊后的燕尾槽工件還需要進(jìn)行熱處理，其主要的作用有兩個方面，第一，可以減少焊接過程殘余應(yīng)力，減小堆焊燕尾槽的變形；第二，保證焊接質(zhì)量。經(jīng)過對上述堆焊材料的熱處理溫度進(jìn)行了簡單的試驗，發(fā)現(xiàn)530°C是拐點(diǎn)溫度，當(dāng)熱處理溫度高于530°C時，材料的硬度開始降低。為了保證耐磨性，將熱處理溫度確定為530°C。整個熱處理過程為首先將燕尾槽工件放到熱處理爐中，開始升溫，升溫到300°C保溫2個小時；然后以每個小時小于80°C的溫升速度加熱，一直升溫到530°C，停止升溫，開始保溫，在530°C這個溫度保溫6個小時，6個小時后熱處理爐開始降溫，是以每個小時小于60°C的溫降速度降溫，一直降到300°C，再將燕尾槽工件出爐，在空氣中緩慢冷卻。熱處理完成后，通過碳刨將兩點(diǎn)焊在一起的燕尾槽工件進(jìn)行分離。為了保證堆焊層厚度并減小后續(xù)機(jī)械加工的難度，需要將發(fā)生變形的燕尾槽件上壓床矯形。即當(dāng)檢測出燕尾槽工件的直線度大于Imm時，使用800噸油壓機(jī)進(jìn)行矯形，使其直線度小于1mm。另外，矯形時有如下幾點(diǎn)需要注意的事項油壓機(jī)壓時，兩個支點(diǎn)的跨度有重要的影響，一開始兩個支點(diǎn)的跨度大約在4. 7-6米之間，壓幾次后，此時油壓機(jī)已經(jīng)處于最大載荷，無法繼續(xù)壓矯；然后調(diào)整支點(diǎn)跨度至約9米，再次壓矯，經(jīng)過幾次壓制后(壓力為最大載荷)，測量變形(拉繩法)，矯形量明顯增力口。壓矯時，對支點(diǎn)的位置要求較高，如支點(diǎn)下面為水泥地面，一般承受的壓強(qiáng)很小，因此如果壓力大，需要在地面上墊一大塊鋼板。最后，對矯直后的燕尾槽工件分別進(jìn)行粗加工，粗加工后的兩燕尾槽工件即可對稱設(shè)置于張減機(jī)底座表面上。采用本發(fā)明的堆焊方法，不但能夠防止堆焊過程中發(fā)生變形的問題，而且形成的堆焊層還能夠有效提高燕尾槽的防腐耐磨性能，延長了張減機(jī)的使用壽命。本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，以上的實施例僅是用來說明本發(fā)明，而并非用作為對本發(fā)明的限定，只要在本發(fā)明的實質(zhì)精神范圍內(nèi)，對以上所述實施例的變化、變型都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，其特征在于，包括以下步驟 A.將兩個燕尾槽工件背靠背的點(diǎn)焊在一起，形成上下對稱的結(jié)構(gòu)形式； B.對上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面交替進(jìn)行分段間隔跳焊； C.對堆焊后的燕尾槽工件進(jìn)行熱處理，以消除焊接殘余應(yīng)力； D.將兩點(diǎn)焊在一起的燕尾槽工件分離，并對有變形的燕尾槽工件使用油壓機(jī)進(jìn)行矯形； E.對分離后的燕尾槽工件進(jìn)行粗加工。
2.如權(quán)利要求1所述的燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，其特征在于 在步驟B中，所述的堆焊采用材料為ER410NiMoT1、直徑為1. 2mm的實芯焊絲，并采用CO2和Ar的混合氣體為堆焊保護(hù)氣體，焊接電流為200 280A，焊接電壓為24 31V，堆焊厚度為2 4cm。
3.如權(quán)利要求1或2所述的燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，其特征在于 在步驟B中，具體的堆焊步驟如下 B1.在上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面上分別劃分多個區(qū)段； B2.對燕尾槽工件進(jìn)行預(yù)熱至250 300°C ； B3.依照先上后下、先中間段后兩邊段的順序進(jìn)行分段間隔跳焊，直至所有堆焊面全部焊完一遍； B4.采用消應(yīng)力儀對各堆焊面做消除應(yīng)力處理； B5.重復(fù)步驟B3、B4進(jìn)行堆焊數(shù)遍，直至堆焊厚度達(dá)到設(shè)定厚度。
4.如權(quán)利要求1所述的燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，其特征在于 在步驟C中，所述的熱處理的具體步驟如下 Cl.將燕尾槽工件放到熱處理爐中，開始升溫到300°C保溫2個小時； C2.以每小時小于80°C的溫升速度進(jìn)行加熱，直至升溫到530°C，停止升溫，開始保溫；C3.在530°C這個溫度保溫6個小時后，使熱處理爐以每小時小于60°C的溫降速度降溫開始降溫，直至降到300°C，燕尾槽工件出爐進(jìn)行空冷。
5.如權(quán)利要求5所述的燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，其特征在于 在步驟D中，對分離后的燕尾槽工件進(jìn)行測直線度，當(dāng)燕尾槽工件的直線度大于Imm時，進(jìn)行矯形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燕尾槽防腐耐磨層的堆焊方法，該方法通過將兩個燕尾槽工件背靠背的點(diǎn)焊在一起，并采用ER410NiMoTi的堆焊材料，對上下兩燕尾槽工件的斜槽面和水平槽面交替進(jìn)行分段間隔跳焊，再通過熱處理以消除焊接殘余應(yīng)力，最后進(jìn)行分離兩燕尾槽工件、矯形及粗加工。采用本發(fā)明的堆焊方法，能夠有效避免發(fā)生焊接變形，并且形成的堆焊層能夠提高燕尾槽的防腐耐磨性能。
文檔編號B23K9/04GK103008833SQ201110284438
公開日2013年4月3日 申請日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者丁海紹, 徐雪飛, 孔利明, 盧江海 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司