一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高合金鑄鋼件裂紋缺陷的返修處理方法，尤其是涉及一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法，該方法為首先從內(nèi)側(cè)進(jìn)行缺陷氣刨挖缺，其余從外側(cè)進(jìn)行缺陷挖除、然后采用加熱設(shè)備對(duì)管口上下全部預(yù)熱、接著采用由內(nèi)到外的焊接原則和多層多道焊接順序、焊條擺動(dòng)寬度≤20mm的焊接方法進(jìn)行焊接，最后進(jìn)行焊后熱處理；本發(fā)明方法獨(dú)特、可將缺陷處理至最小化，有效地減少因預(yù)熱不均勻產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減小焊接造成的缺陷、降低成本。
【專利說明】一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高合金鑄鋼件裂紋缺陷的返修處理方法，尤其是涉及一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法。

【背景技術(shù)】
[0002]高合金空心閥殼鑄件是汽輪機(jī)核心產(chǎn)品之一，鑄件管口壁厚差達(dá)到250mm，管口內(nèi)徑100mm，管口外端面距內(nèi)腔400mm。該產(chǎn)品管口由于壁厚變化大、直徑小且深度深，生產(chǎn)工藝不成熟、材料組織不穩(wěn)定等因素導(dǎo)致鑄件質(zhì)量熱處理完成后，管口部位出現(xiàn)不同程度的肉眼可見裂紋缺陷。實(shí)際生產(chǎn)中，鑄件管口一旦產(chǎn)生裂紋缺陷，深度各不相等，且貫穿整個(gè)管子。對(duì)這類缺陷的傳統(tǒng)返修工藝方法為挖缺、焊接返修，對(duì)材質(zhì)、預(yù)熱方案、空間位置等沒有特別要求，而且往往一次性滿焊，最終由于缺陷返修不合格導(dǎo)致失敗。
[0003]此類傳統(tǒng)的方法存在以下不足:1)缺陷焊接量大，不利于焊接操作；2)缺少對(duì)管口缺陷部位溫度差的要求，導(dǎo)致預(yù)熱不均勻加大焊接應(yīng)力，增大焊接開裂幾率；3) —次性滿焊容易導(dǎo)致焊縫兩側(cè)產(chǎn)生未融合、線性?shī)A渣或裂紋等缺陷；4)由于多次返修且消應(yīng)力不及時(shí)導(dǎo)致焊接后應(yīng)力累計(jì)較大。
[0004]目前還沒有克服上述缺陷的方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種方法獨(dú)特、可將缺陷處理至最小化，有效地減少因預(yù)熱不均勻產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減小焊接造成的缺陷、降低成本的一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法。
[0006]本發(fā)明通過如下方式實(shí)現(xiàn):
一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法，其特征在于:該方法為首先從內(nèi)側(cè)進(jìn)行缺陷氣刨挖缺，其余從外側(cè)進(jìn)行缺陷挖除、然后采用加熱設(shè)備對(duì)管口上下全部預(yù)熱、接著采用由內(nèi)到外的焊接原則和多層多道焊接順序、焊條擺動(dòng)寬度< 20mm的焊接方法進(jìn)行焊接，最后進(jìn)行焊后熱處理；
所述缺陷挖除為在距離管口內(nèi)側(cè)50mm范圍，采用直徑13mm碳棒進(jìn)行氣刨挖缺，較大缺陷時(shí)采用直徑13mm碳棒進(jìn)行缺陷底部氣刨、直徑19mm碳棒進(jìn)行坡口擴(kuò)孔氣刨處理；鑄件整體預(yù)熱溫度> 120°C、氣刨過程中層溫控制在300°C以內(nèi)，缺陷氣刨完成后，整體后熱至2500C，保溫I小時(shí)以上；氣刨后的坡口圓滑過渡，缺陷寬深比介于1.Γ1.7之間，底部圓滑，圓角半徑大于R15mm,坡口部位圓滑，圓角半徑大于R5mm以上,兩缺陷間距< 20mm時(shí),視為同一缺陷進(jìn)行處理；
所述預(yù)熱時(shí)內(nèi)腔焊接時(shí)，待焊接10mm范圍區(qū)域預(yù)熱溫度> 90°C，將鑄件整體包裹防止焊接過程局部受風(fēng)降溫；外腔焊接時(shí)，對(duì)管口上下全部采取保溫措施，保證管口整體溫度彡200°C，且確保焊接過程不同部位溫度差< 40°C ；
所述焊接過程圓滑過渡，避免尖角存在，將焊條折彎，確保焊接焊條與熔池水平面夾角> 45°，管口缺陷分4次焊接完成，每次最多焊接25mm ；
所述焊后熱處理為管口缺陷每次焊接完成后8小時(shí)內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后熱處理消應(yīng)力，過程中最低預(yù)熱溫度保持在200°C以上，分四次焊接時(shí)第三次采用高溫回火消應(yīng)力。
[0007]本發(fā)明有如下效果:
O方法獨(dú)特:本發(fā)明提供的方法為首先從內(nèi)側(cè)進(jìn)行缺陷氣刨挖缺，其余從外側(cè)進(jìn)行缺陷挖除、然后采用加熱設(shè)備對(duì)管口上下全部預(yù)熱、接著采用由內(nèi)到外的焊接原則和多層多道焊接順序、焊條擺動(dòng)寬度< 20mm的焊接方法進(jìn)行焊接，最后進(jìn)行焊后熱處理，該方法提出了從缺陷挖除到預(yù)熱焊接及消應(yīng)力全流程工藝控制方案。
[0008]2)可將缺陷處理至最小化，有效地減少因預(yù)熱不均勻產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減小焊接造成的缺陷:本發(fā)明提供的方法采用分次焊接與焊后消應(yīng)力相結(jié)合的方式及時(shí)消除焊接應(yīng)力，減少開裂情況，可將缺陷處理至最小化，有效地減少因預(yù)熱不均勻產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減小焊接造成的缺陷。
[0009]3)降低成本:本發(fā)明提供的方法可操作性強(qiáng)，實(shí)際生產(chǎn)中，一次焊補(bǔ)合格率可達(dá)50%,經(jīng)過二次焊補(bǔ)后鑄件返修合格率達(dá)到95%以上，返修質(zhì)量提升50%以上，縮短生產(chǎn)周期約I月，并節(jié)約單件產(chǎn)品成本約30萬元。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明多層多道焊接順序示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0011]—種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法,其特征在于:該方法為首先從內(nèi)側(cè)進(jìn)行缺陷氣刨挖缺，其余從外側(cè)進(jìn)行缺陷挖除、然后采用加熱設(shè)備對(duì)管口上下全部預(yù)熱、接著采用由內(nèi)到外的焊接原則和多層多道焊接順序、焊條擺動(dòng)寬度< 20mm的焊接方法進(jìn)行焊接，最后進(jìn)行焊后熱處理。
[0012]具體方法如下:
I)缺陷挖除a、距離管口內(nèi)側(cè)50mm范圍，從內(nèi)側(cè)進(jìn)行缺陷氣刨挖缺，其余從外側(cè)進(jìn)行挖除；
b、采用直徑13mm碳棒進(jìn)行氣刨挖缺,較大缺陷時(shí)采用直徑13mm碳棒進(jìn)行缺陷底部氣刨、直徑19mm碳棒進(jìn)行坡口擴(kuò)孔氣刨處理；
C、鑄件整體預(yù)熱溫度彡120°C、氣刨過程中層溫控制在300°C以內(nèi)，以減少溫度差導(dǎo)致的應(yīng)力增加，缺陷氣刨完成后，整體后熱至250°C，保溫I小時(shí)以上；
d、氣刨后的坡口要求圓滑過渡，缺陷寬深比介于1.Γ1.7之間，底部圓滑，圓角半徑大于R15mm,坡口部位圓滑，圓角半徑大于R5mm以上,兩缺陷間距< 20mm時(shí),視為同一缺陷進(jìn)行處理。
[0013]2)預(yù)熱
采用加熱設(shè)備對(duì)管口上下全部加熱，內(nèi)腔焊接時(shí)，待焊接10mm范圍區(qū)域預(yù)熱溫度彡90°C，將鑄件整體包裹防止焊接過程局部受風(fēng)降溫；
外腔焊接時(shí)，對(duì)管口上下全部采取保溫措施，保證管口整體溫度> 20(TC，且確保焊接過程不同部位溫度差< 40°C。
[0014]3)焊接操作
a、嚴(yán)格遵守“由內(nèi)到外”焊接原則；
b、采用如圖1所示的多層多道焊接順序，焊條擺動(dòng)寬度<20mm的焊接方法進(jìn)行焊接； C、焊接過程圓滑過渡，避免尖角存在；
d、將焊條折彎，確保焊接焊條與熔池水平面夾角>45°；
e、管口缺陷分4次焊接完成，每次最多焊接25mm。
[0015]4)焊后熱處理
管口缺陷每次焊接完成后8小時(shí)內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后熱處理消應(yīng)力，過程中最低預(yù)熱溫度保持在200°C以上，分四次焊接時(shí)第三次采用高溫回火消應(yīng)力，以均質(zhì)化處理，最大限度減少焊接產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。
【權(quán)利要求】
1.一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法，其特征在于:該方法為首先從內(nèi)側(cè)進(jìn)行缺陷氣刨挖缺，其余從外側(cè)進(jìn)行缺陷挖除、然后采用加熱設(shè)備對(duì)管口上下全部預(yù)熱、接著采用由內(nèi)到外的焊接原則和多層多道焊接順序、焊條擺動(dòng)寬度< 20mm的焊接方法進(jìn)行焊接，最后進(jìn)行焊后熱處理。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法，其特征在于:所述缺陷挖除為在距離管口內(nèi)側(cè)50mm范圍，采用直徑13mm碳棒進(jìn)行氣刨挖缺，較大缺陷時(shí)采用直徑13mm碳棒進(jìn)行缺陷底部氣刨、直徑19mm碳棒進(jìn)行坡口擴(kuò)孔氣刨處理；鑄件整體預(yù)熱溫度彡120°C、氣刨過程中層溫控制在300°C以內(nèi)，缺陷氣刨完成后，整體后熱至250°C，保溫1小時(shí)以上；氣刨后的坡口圓滑過渡，缺陷寬深比介于1.Γ1.7之間，底部圓滑，圓角半徑大于R15mm,坡口部位圓滑，圓角半徑大于R5mm以上，兩缺陷間距< 20mm時(shí),視為同一缺陷進(jìn)行處理。
3.如權(quán)利要求1所述的一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法，其特征在于:所述預(yù)熱時(shí)內(nèi)腔焊接時(shí)，待焊接100mm范圍區(qū)域預(yù)熱溫度>90°C，將鑄件整體包裹防止焊接過程局部受風(fēng)降溫；外腔焊接時(shí)，對(duì)管口上下全部采取保溫措施，保證管口整體溫度彡200°C，且確保焊接過程不同部位溫度差< 40°C。
4.如權(quán)利要求1所述的一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法，其特征在于:所述焊接過程圓滑過渡，避免尖角存在，將焊條折彎，確保焊接焊條與熔池水平面夾角^ 45°，管口缺陷分4次焊接完成，每次最多焊接25mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種高合金空心閥殼鑄件管口缺陷的返修方法，其特征在于:所述焊后熱處理為管口缺陷每次焊接完成后8小時(shí)內(nèi)必須進(jìn)爐進(jìn)行焊后熱處理消應(yīng)力，過程中最低預(yù)熱溫度保持在200°C以上，分四次焊接時(shí)第三次采用高溫回火消應(yīng)力。
【文檔編號(hào)】B23P6/00GK104439876SQ201410512367
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】陳得潤(rùn), 李成志, 曹鵬, 胡進(jìn)林, 李文輝, 雷永紅, 張宏凱 申請(qǐng)人:寧夏共享鑄鋼有限公司