[发明专利]一种R5系泊链末端环的闪光对焊工艺

说明书

 

技术领域：

     本发明涉及一种海洋系泊链，特别是涉及一种137mm R5系泊链末端环的闪光对焊工艺。

背景技术：

海洋系泊链广泛用于大型海洋工程结构物，是保证在恶劣的海洋工况下安全使用的生命之链。随着海洋工程向深海发展，各类设施对系泊链性能的要求也越来越高。要提高系泊链的承载负荷，一是提高链条的规格，二是提高链条的强度等级。但是，虽然海洋设施趋于大型化、专业化，然而链径的扩大受制于诸多因素的制约，往往需要更高强度级别的系泊链，克服恶劣海况等不利条件带来的影响。系泊链按照抗拉强度可以分为R3级，R3S级，R4级，其链环经过热处理后强度分别为690MPa，770MPa，860MPa。但这些产品不能完全满足海洋工程发展的需要，因此，更高强度的R5级系泊链应运而生。

最新的美国船级社ABS（2009版）和挪威船级社DNV-OS-E302（2008版）系泊链规范规定了R5系泊链的力学性能，要求其屈强比≤0.92，以及慢应变速率拉伸测量SCC（应力腐蚀裂纹）和HE(氢脆)，CTOD（尖端裂纹位移试验）等附加试验要求。要提高链环的强度，一般可以通过调整材料成分或调整回火工艺来实现。但是降低回火温度不仅使屈强比提高，还将产生回火脆性引起韧性下降，而且船级社规范明确规定回火温度不得小于570℃，因此该方法并不合适。若使用添加合金元素的方法，需严格控制各类元素的含量，然而即使如此，仍不可避免地会提高R5系泊链钢的碳当量Ceq，增加闪光焊接的难度。

由于系泊链对性能均匀性要求较高，任何一环的缺陷都有可能导致整根链条失效，因此要求整节链的性能具有高均匀性和超窄强度范围1010-1050Mpa。然而随着钢中合金元素含量增加，材料的高温强度一般要增大，这些对焊接质量有很大的影响，因此如何在窄强度范围内选择最佳的焊接工艺参数，使R5系泊链具有更好的力学性能是一项技术难度较大的工作， 

发明内容：

本发明的目的是提供一种保证链环焊接性能满足船级社要求的Φ137mm R5级系泊链末端环的闪光对焊工艺。

本发明的目的是这样实现的，一种R5系泊链末端环的闪光对焊工艺，其特征在于包括以下步骤：装夹——预热——闪光——顶锻——冷却。

本发明所述的闪光焊接参数为：烧化量：40mm，顶端长：35mm，烧化速度：1.2mm/s，二次空载电压：18V。

本发明保证了Φ137mm R5级系泊链末端环的焊接性能符合船级社规范要求，保证了R5系泊链的力学性能。

具体实施方式：

一种R5系泊链末端环的闪光对焊工艺，其特征在于包括以下步骤：装夹——预热——闪光——顶锻——冷却。本发明的闪光焊接参数为：烧化量：40mm，顶端长：35mm，烧化速度：1.2mm/s，二次空载电压：18V。Φ137mmR5系泊链末端环（直径为Φ164）的闪光焊接参数：烧化量的选取必须保证烧化过程结束时，能在焊件的两个端面上保证加热均匀，产生足够的熔化金属层，同时在一定深度上达到塑性变形温度，这样在顶锻的时候才能获得优质的接头。R5系泊链钢含有较多的Mo元素和少量的V,Nb,Ti等微量元素，这些元素会显著提高材料的高温强度，但是为了保证顶锻时能产生足够的塑性变形，需要适当增大烧化量，并延长烧化时间。在顶锻量较小的时候，会有液态金属残留在接口中，易形成疏松、缩孔、裂纹、铸造组织、灰斑、氧化夹杂物、未焊透等缺陷，使接头力学性能降低，因而得到的冲击值较低；顶锻量偏大会挤压出过多的塑性金属，增加清除接头毛刺的困难，还会因接头局部撕裂以及晶纹严重弯曲，降低接头的冲击韧度。焊接速度的选取关系着闪光焊接过程能否顺利进行，只有选取了合适的焊接速度才能保证闪光的强烈和稳定，并获得最佳的加热效果。二次空载电压的选择会影响到电源输出功率和焊接时的热效率。通过试验可知，二次空载电压过低的时候，闪光不稳定，容易发生焊件短路而中止闪光，；二次空载电压过高，会在端面上留下较深的火坑，而且顶锻时无法完全封闭，易产生夹渣、缩孔等缺陷，影响接头质量。