專利名稱：不銹鋼復(fù)合板的焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接工藝，尤其涉及一種用于不銹鋼復(fù)合板的高速焊接方法。
背景技術(shù)：
不銹鋼復(fù)合板通常包括以碳鋼為基層、以不銹鋼為復(fù)層，結(jié)合而成的復(fù)合板，按照其不銹鋼復(fù)層(也可稱為不銹鋼復(fù)合層或覆層，本說明書中均簡稱為復(fù)層)的厚度，可分為傳統(tǒng)的不銹鋼復(fù)合板和新型不銹鋼復(fù)合板。傳統(tǒng)的不銹鋼復(fù)合板的復(fù)層厚度在3mm以上，由于其復(fù)層的厚度最少要達(dá)到3mm，在制造過程中能源消耗大。而新型的不銹鋼復(fù)合板的復(fù)層厚度只需lmm-1. 5mm，新型復(fù)合板是采用軋制法生產(chǎn)制造，新型復(fù)合板制造過程比傳統(tǒng)復(fù)合板更加安全、環(huán)保、節(jié)能、低碳，市場前景相當(dāng)看好。傳統(tǒng)的不銹鋼復(fù)合板采用爆炸焊制成，傳統(tǒng)復(fù)合板的對接焊按以下幾步的順序操作，I、先對兩塊待焊接的不銹鋼復(fù)合板的復(fù)層坡口進(jìn)行機(jī)械加工，加工時(shí)需加工掉復(fù)層后再向下Imm左右，寬度為焊縫中心到兩邊5 IOmm左右；2、進(jìn)行基層的焊接；3、對焊接后的基層探傷檢測；4、焊接過渡層；5、進(jìn)行復(fù)層的焊接；6、探傷檢測。對于新型的不銹鋼復(fù)合板的焊接，如果采用上述的步驟，其坡口加工、中間探傷檢測、過渡層焊接等工序，都使得整個(gè)焊接過程效率不高。并且，利用上述的方法對新型的不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行焊接，也無法實(shí)現(xiàn)高速焊接，進(jìn)而影響不銹鋼復(fù)合板的應(yīng)用前景；如盲目提高焊接速度，則焊接后所得成品的外觀、熔深及復(fù)層焊縫鐵素體含量等不能同時(shí)達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。因此，需要開發(fā)一種工序簡單、焊接質(zhì)量好的不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行高速焊接的不銹鋼復(fù)合板高速焊接方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種工序簡單、焊接質(zhì)量好的對于新型的不銹鋼復(fù)合板進(jìn)行高速焊接的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不銹鋼復(fù)合板焊接方法工序復(fù)雜、焊接速度不高且焊接質(zhì)量不好的技術(shù)問題。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，用于復(fù)層厚度為1-1. 5mm的不銹鋼復(fù)合板的焊接，所述焊接方法包括焊前準(zhǔn)備步驟及焊接步驟；所述焊前準(zhǔn)備步驟包括去除待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板的基層表面氧化物與復(fù)層表面氧化物的步驟；裝配定位焊的步驟，將所述待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板在同一平面中對接，并進(jìn)行點(diǎn)固焊；所述焊接步驟包括復(fù)層焊接步驟與基層焊接步驟，所述復(fù)層焊接步驟的焊接方式為細(xì)絲埋弧焊，焊接電源為具有平外特性的焊接電源；而基層焊接步驟的焊接方式為雙絲脈沖埋弧焊，焊接電源為具有平外特性的雙絲脈沖氣體保護(hù)焊焊接電源。本發(fā)明的有益效果在于，本發(fā)明的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，首先不需要程序復(fù)雜的機(jī)械加工過程(例如對坡口的加工)，其次焊接時(shí)直接焊接復(fù)層和基層，不需要中間探傷檢測和過渡層焊接的工序。實(shí)現(xiàn)了對新型不銹鋼復(fù)合板的高速焊接，且工序簡單又能節(jié)省材料，特別是對要求高速焊接的螺旋管不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)，大大的提高了其焊接速度。


圖I為本發(fā)明的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法中試板、引弧板與收弧板的布置示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法的復(fù)層焊后成形示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法的基層焊后成形示意圖。
具體實(shí)施例方式體現(xiàn)本發(fā)明特征與優(yōu)點(diǎn)的典型實(shí)施例將在以下的說明中詳細(xì)敘述。應(yīng)理解的是本發(fā)明能夠在不同的實(shí)施例上具有各種的變化，其皆不脫離本發(fā)明的范圍，且其中的說明及附圖在本質(zhì)上是當(dāng)作說明之用，而非用以限制本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例的不銹鋼復(fù)合板的高速焊接方法，用于厚度為I. 0-1. 5mm的不銹鋼復(fù)合板的焊接，也就是用于新型不銹鋼復(fù)合板的焊接，本發(fā)明的焊接方法主要包括焊前準(zhǔn)備步驟和焊接步驟，而焊接步驟是水平方向的雙面焊，因此包括基層焊接步驟及復(fù)層焊接步驟，以下分別作具體介紹一、焊前準(zhǔn)備步驟如圖I所示，本實(shí)施例中，待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板試板I、2(以下簡稱試板I、2)，其基層為X60碳鋼，基層厚度例如為10. 3mm，復(fù)層為316L不銹鋼，復(fù)層厚度例如為1mm，兩試板1、2的長寬例如為長度500mm、寬度150mm。上述的規(guī)格尺寸等僅是為舉例說明，并非用以限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。確定好待焊接的試板1、2后，清理打磨試板1、2基層表面的氧化物，使焊接區(qū)域20mm左右露出金屬光澤，復(fù)層用丙酮擦洗去除表面氧化物。然后，如圖I所示，將試板1、2對接，試板1、2間保留0. 5mm的間隙，在試板1、2上不用開坡口，因此節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中的機(jī)械加工步驟，簡化了工藝。去除氧化層以后，進(jìn)行裝配定位焊。在進(jìn)行裝配定位焊時(shí)，要把兩塊試板1、2放到一個(gè)平面上，防止錯(cuò)邊，兩側(cè)加引弧板3、收弧板4，將試板1、2、引弧板3和收弧板4進(jìn)行點(diǎn)固焊，點(diǎn)固焊的焊點(diǎn)盡量焊在試板1、2的基層一側(cè)，包括引弧板3與試板1、2的基層一側(cè)，以及收弧板4與試板1、2的基層一側(cè)。點(diǎn)固焊時(shí)，焊縫長度約為40mm 50mm左右。因?yàn)檫M(jìn)行基層焊接步驟和復(fù)層焊接步驟時(shí)都需要用到焊劑，因此在進(jìn)行完上述步驟后，或者進(jìn)行上述步驟時(shí)同時(shí)按照要求對焊劑進(jìn)行烘干保溫，去除焊劑中的水分。在進(jìn)行完上述的焊前準(zhǔn)備步驟之后，就可以進(jìn)行基層焊接步驟和復(fù)層焊接步驟了，基層焊接步驟和復(fù)層焊接步驟不分先后，也可以同時(shí)進(jìn)行。二、復(fù)層焊接步驟在進(jìn)行復(fù)層焊接步驟時(shí)，焊接方式采用細(xì)絲埋弧焊，但焊接電源卻采用特征曲線更好的具有平外特性的焊接電源，以保護(hù)復(fù)層焊接的高速進(jìn)行。優(yōu)選的為氣體保護(hù)焊焊接電源，其即具有平外特性。氣體保護(hù)焊焊接電源是一種直流電源，采用反接法。復(fù)層焊接的焊接方式采用細(xì)絲埋弧焊，也是為了降低鐵素體及加大焊接速度。進(jìn)行復(fù)層焊接前，調(diào)整好焊接規(guī)范，使其復(fù)層焊接的熔深控制在2mm 3mm，復(fù)層焊接的焊接電流I可介于270-360A之間，電壓U介于29-35V之間、干伸長IOmm 12mm左右。在復(fù)層焊接時(shí)，要保持一定的干伸長，以避免 干伸長變化對焊接電流的影響。在進(jìn)行復(fù)層焊接時(shí)，焊接材料可選用￠1. 2mm、不銹鋼實(shí)芯焊絲，用于埋弧的焊劑優(yōu)選為J601焊劑，這種焊劑可以有效的降低復(fù)層焊縫的鐵素體含量，提高焊接性能。在引弧板3的中間處引燃電弧后，打開焊接小車，采用直線形運(yùn)條，當(dāng)電弧越過引弧板3后，轉(zhuǎn)入試件1、2的正常焊接。焊接開始后，焊接小車上的焊槍角度左右兩側(cè)控制在90°，焊接前傾角保持在80°至90°左右。焊接時(shí)焊絲要始終對準(zhǔn)兩塊試板1、2的中心線，防止焊偏、熔合不好及熔深超標(biāo)準(zhǔn)等缺陷。對于熔池的熔深和熔寬的控制，由于電流大小決定溶深，電壓大小決定熔寬，因此可以記錄每次焊接的電壓與電流變化過程，根據(jù)焊接后的熔深和熔寬的變化，調(diào)整下次進(jìn)行焊接時(shí)的電壓與電流，使得熔深和熔寬更加符合要求。在進(jìn)行復(fù)層焊接時(shí)，焊劑覆蓋厚度要保護(hù)好復(fù)層焊接的熔池且不能堆高太厚或太薄。當(dāng)焊接經(jīng)過收弧板4大約150mm時(shí)，再停止焊接小車和關(guān)閉焊機(jī)，這樣可以減少因關(guān)閉焊機(jī)過早而引起的長弧坑留在試板1、2上。本發(fā)明的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其復(fù)層焊接所采用的焊接材料(即焊絲)與焊劑也并不限于上述，若試板1、2的復(fù)層為304L不銹鋼，則焊接材料可采用￠1. 2mm、不銹鋼實(shí)芯焊絲與J601焊劑，同樣能夠達(dá)到提高焊接速度與降低鐵素體含量的目的。本發(fā)明實(shí)施例的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其復(fù)層焊接速度可以達(dá)到，焊接速度
I.8m 2. Om/min，焊接小車可采用高速的焊接小車，完全可以支持這個(gè)速度，這一速度遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)的0. 5m/min的速度。三、基層焊接步驟在進(jìn)行基層焊接步驟時(shí)，焊接方式采用雙絲脈沖埋弧焊，以加大基層焊接的熔深，焊接電源采用雙絲脈沖氣體保護(hù)焊焊接電源，以保證基層焊接的高速進(jìn)行。雙絲脈沖氣體保護(hù)焊焊接電源是一種直流脈沖電源，也采用反接法。在進(jìn)行基層焊接前，調(diào)整好焊接規(guī)范，雙絲中的前絲焊絲直徑O可為I. 2mm、送絲速度23-25m/min、脈沖頻率370-390HZ、基值電流100A、脈沖時(shí)間I. 5-1. 9ms、焊接電壓46V、脈沖形狀選用“ste印”型、平均焊接電流大約在600A左右、平均焊接電壓在40. 5V、脈沖峰值電流可達(dá)7IOA左右；雙絲中的后絲焊絲直徑為O I. 6謹(jǐn)、送絲速度17-19m/min、脈沖頻率380-400HZ、基值電流100A、脈沖時(shí)間I. 8-2. Oms、焊接電壓58V、脈沖形式選擇“very flat”型、平均焊接電流約800A左右、平均焊接電壓45. 2V、脈沖峰值電流830A左右。在進(jìn)行基層焊接步驟時(shí)，干伸長控制在12mm 15mm左右，在焊接速度在I. 8m 2m/min時(shí),其熔深達(dá)到8. 5mm 9mm。焊接材料可選用JS60-C焊絲，SJlOl焊劑配合前絲和后絲兩種焊絲使用。 在進(jìn)行基層焊接時(shí)，首先調(diào)整前后兩絲在一條直線內(nèi)，并把前絲和后絲的焊絲頭部均剪成銳角。在引弧板3距試件1、2的距離為150mm的中間處引燃電弧后，打開焊接電源(也稱焊機(jī))和焊接小車，采用直線形運(yùn)條，當(dāng)電弧越過引弧板3后，轉(zhuǎn)入試板1、2的正
?；鶎雍附印；鶎雍附娱_始后，焊接小車的焊槍角度控制在90°左右，前絲前傾角100° 110°左右。后絲前傾角70° 80°左右，焊接時(shí)前后焊絲要始終對準(zhǔn)兩塊試板1、2間的中心線，防止焊偏、熔合不好、熔深不夠及脫渣不良等缺陷。焊劑厚度同通常的埋弧焊相似，以保護(hù)好熔池。當(dāng)焊接到收弧板4距試板1、2末端180_左右以后，再停止焊接小車和關(guān)閉焊機(jī)，這樣可以減少因關(guān)閉焊機(jī)過早而引起的長弧坑留在試件上。經(jīng)過上述的基層焊接步驟與復(fù)層焊接步驟以后，去除兩側(cè)的引弧板3和收弧板4，可得焊接后的成品，其外觀如圖2和圖3所示，可知其復(fù)層焊后成形與基層焊后成形的外觀均較美觀，能夠達(dá)到應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)。經(jīng)過理化檢測，復(fù)層熔深2. 5mm 3_ ;射線照相I級；宏觀斷口根部、焊縫、焊縫熱影響區(qū)，沒有未焊透、裂紋、未熔合等缺陷；晶間腐蝕合格；復(fù)層焊縫鐵素體含量平均值為5. 75%，符合低于10%的復(fù)層焊縫鐵素體含量標(biāo)準(zhǔn)；抗拉強(qiáng)度560MPa，也符合抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)；各項(xiàng)理化指標(biāo)均符合要求且達(dá)到較好水平。本發(fā)明實(shí)施例的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其基層焊接和復(fù)層焊接的速度均可以達(dá)到I. 8-2. 0米每分的較高速度，為了與焊接的較快速度相適應(yīng)，可以選用移動(dòng)速度較快的焊接小車，或者可以采用架設(shè)摩擦力較小的軌道的方法，來提高焊接小車與焊槍的移動(dòng)速度，以適應(yīng)高速焊接的要求。本發(fā)明的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，可以用于不銹鋼復(fù)合板螺旋焊管的制造，在進(jìn)行螺旋焊管的制造過程中，可以采用復(fù)層焊接和基層焊接同步進(jìn)行的方式，也可采用將復(fù)層焊接和基層焊接分別在焊管內(nèi)圓周的最低點(diǎn)附近、焊管外圓周的最高點(diǎn)附近進(jìn)行的方式。制成的螺旋焊管具有制造成本低、使用壽命長的優(yōu)點(diǎn)，成為我國輸水輸熱管道、石油天然氣管道管線的升級換代產(chǎn)品。本發(fā)明實(shí)施例的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，首先不需要程序復(fù)雜的機(jī)加工過程，其次焊接時(shí)直接焊接復(fù)層和基層，不需要中間探傷檢測和過渡層焊接的工序。實(shí)現(xiàn)了對新型不銹鋼復(fù)合板的高速焊接，且工序簡單又能節(jié)省材料，特別是對要求高速焊接的螺旋管不銹鋼復(fù)合板的生產(chǎn)，大大的提高了其焊接速度。本發(fā)明的技術(shù)方案已由優(yōu)選實(shí)施例揭示如上。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到在不脫離本發(fā)明所附的權(quán)利要求所揭示的本發(fā)明的范圍和精神的情況下所作的更動(dòng)與潤飾，均屬本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，用于復(fù)層厚度為1-1. 5mm的不銹鋼復(fù)合板的焊接，其特征在于，所述焊接方法包括焊前準(zhǔn)備步驟及焊接步驟； 所述焊前準(zhǔn)備步驟包括 去除待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板的基層表面氧化物與復(fù)層表面氧化物的步驟； 裝配定位焊的步驟，將所述待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板在同一平面中對接，并進(jìn)行點(diǎn)固焊; 所述焊接步驟包括復(fù)層焊接步驟與基層焊接步驟，所述復(fù)層焊接步驟的焊接方式為細(xì)絲埋弧焊，焊接電源為具有平外特性的焊接電源；而基層焊接步驟的焊接方式為雙絲脈沖埋弧焊，焊接電源為具有平外特性的雙絲脈沖焊焊接電源。
2.如權(quán)利要求I所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，所述焊前準(zhǔn)備步驟中，裝配間隙為0. 5mm,點(diǎn)固時(shí)的焊縫長度為40-50_。
3.如權(quán)利要求2所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，在裝配定位焊的步驟中，還包括將待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板與引弧板及收弧板進(jìn)行點(diǎn)固焊，且所述點(diǎn)固焊的焊點(diǎn)在所述弓I弧板與基層、所述收弧板與基層一側(cè)。
4.如權(quán)利要求I所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，在所述復(fù)層焊接步驟中，所采用的焊劑為J601焊劑。
5.如權(quán)利要求4所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，在所述基層焊接步驟中，所采用的焊劑為SJlOl焊劑。
6.如權(quán)利要求I所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，所述基層焊接步驟中，前絲前傾角為100-110度，后絲前傾角為70-80度。
7.如權(quán)利要求5所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，所述基層焊接步驟中，前絲焊接的脈沖頻率為370-390HZ、基值電流為100A、脈沖時(shí)間I. 5-1. 9ms、平均焊接電流600A左右、脈沖峰值電流710A ;后絲焊接的脈沖頻率380-400HZ、基值電流100A、脈沖時(shí)間I.8-2. 0ms、平均焊接電流800A、脈沖峰值電流830A。
8.如權(quán)利要求5所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，所述基層焊接步驟與所述復(fù)層焊接步驟同時(shí)進(jìn)行。
9.如權(quán)利要求5所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，所述復(fù)層焊接步驟中，所述復(fù)層為Imm厚的316L不銹鋼，焊接材料為不銹鋼實(shí)芯焊絲。
10.如權(quán)利要求5所述的不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，其特征在于，所述復(fù)層焊接步驟中，所述復(fù)層為304L型不銹鋼，焊接材料為不銹鋼實(shí)芯焊絲。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種不銹鋼復(fù)合板的焊接方法，用于復(fù)層厚度為1-1.5mm的不銹鋼復(fù)合板的焊接，所述焊接方法包括焊前準(zhǔn)備步驟及焊接步驟；所述焊前準(zhǔn)備步驟包括去除待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板的基層表面氧化物與復(fù)層表面氧化物的步驟；裝配定位焊的步驟，將所述待焊接的兩不銹鋼復(fù)合板在同一平面中對接，并進(jìn)行點(diǎn)固焊；所述焊接步驟包括復(fù)層焊接步驟與基層焊接步驟，所述復(fù)層焊接步驟的焊接方式為細(xì)絲埋弧焊，焊接電源為具有平外特性的焊接電源；而基層焊接步驟的焊接方式為雙絲脈沖埋弧焊，焊接電源為具有平外特性的雙絲脈沖焊焊接電源。本發(fā)明焊接速度快、焊接質(zhì)量好且工藝簡單。
文檔編號B23K9/18GK102615405SQ201210106269
公開日2012年8月1日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月12日
發(fā)明者樊志勤, 陳清陽 申請人:太原重工股份有限公司