[发明专利]异种钢的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接，具体地，涉及一种异种钢的焊接方法。

背景技术

在工程制造行业中，异种钢的焊接应用越来越广泛。在实践中，通常采用电流密度大、热量集中、焊接速度快的氩弧焊进行异种钢焊接。但与焊条电弧焊相比，氩弧焊很明显的一个缺点就是对人身体的伤害程度比较高。氩弧焊的电流密度大，发出的光比较强烈，它的电弧产生的紫外线辐射约为普通焊条电弧焊的5～30倍，红外线辐射约为焊条电弧焊的1～1.5倍。并且，氩弧焊的热影响区域大，工件在修补后常常会造成变形、硬度降低、局部退火、或者是结合力不够及内应力损伤等缺点。然而，采用焊条电弧焊方式焊接异种钢同样存在很多问题。在实践中常常由于在焊条电弧焊时选择的结构、工艺参数和焊接措施不当而出现各种焊接缺陷，使得接头强度达不到应有的要求而留下事故隐患。

现有技术中的异种钢焊接质量存在上述诸多问题，与异种钢的焊接难度有很大的关系。影响异种钢焊接性的因素有很多，焊接过程中金属间化合物的产生是其中的一个重要因素。两种母材在结晶化学性能方面存在差异，两者在冶金学上是否相容，取决于两者在固态和液态时的互溶性。焊接过程中如果产生金属间化合物，会影响两种母材的互溶性，进而导致接头强度降低。而现有技术在防止金属间化合物产生方面存在欠缺，有待改善。

发明内容

本发明的目的是提供一种异种钢的焊接方法，以在异种钢焊接过程中阻止金属间化合物的产生，从而改善现有技术中的异种钢焊接的质量。

为了实现上述目的，本发明提供一种异种钢的焊接方法。该异种钢的焊接方法包括以下步骤：选择使焊接部位的熔化的两种母材和熔敷金属形成连续固溶体的焊条；将待焊接的母材和焊条加热至180℃-220℃；在焊接部位进行多层焊接，并且层间温度控制在180℃-250℃。

优选地，待焊接的两种母材分别是钴基高温合金和低碳钢。

优选地，异种钢的焊接方法还包括：进行焊接操作之前先在钴基高温合金和低碳钢的焊接部位开设V形坡口；其中，坡口的敞开角度为35°-45°。

优选地，钴基高温合金和低碳钢分别为K640钢和20钢；并且焊条的型号为A507。

优选地，多层焊接包括打底层焊接、填充层焊接和盖面层焊接；其中，打底层焊接的焊接电流为80A-85A，填充层焊接的焊接电流为115A-120A，盖面层焊接的焊接电流为110A-115A；打底层焊接、填充层焊接和盖面层焊接的焊接电压为22V-24V；打底层焊接使用的焊条的直径为Φ2.4mm-Φ2.6mm，填充层焊接和盖面层焊接使用的所述焊条的直径为Φ3.1mm-Φ3.3mm。

优选地，异种钢的焊接方法还包括：在多层焊接中，以退焊方式焊接成相互间隔开的多个焊道分段；其中，相邻的两个焊道分段中，前一个焊道分段的收弧部位和后一个焊道分段的起弧部位之间间隔10mm-20mm。

优选地，多个焊道分段的每个焊道分段焊接完毕后，对焊道分段和热影响区进行敲击。

优选地，异种钢的焊接方法还包括：焊接前，在焊接部位将待焊接的两种母材点焊定位以在两种母材之间形成3mm-4mm的间隔。

优选地，异种钢的焊接方法还包括：在整个焊接过程中使用红外线测温仪监测焊接部位的温度，当焊接部位的温度超过预设温度的上限时停止焊接操作，待焊接部位的温度降至预设温度的下限时再继续进行焊接操作。

本发明的有益效果在于，采用能够使熔化的母材和熔敷金属在焊缝中形成连续固溶体的焊条，可以增大两种母材的溶解度；严格控制焊接过程中母材和焊条的温度，可以防止焊件温度的骤然变化，从而能够控制焊缝中的熔化的母材和熔敷金属停留在液体状态下的时间。由此，可以提高焊接过程中母材的互溶性和溶解度，有效地阻止金属间化合物的形成和固溶体剩余成分的析出。从而，可以防止焊接部位产生裂纹，提高焊接质量。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的两种待焊接母材的焊接位置关系示意图；

图2是图1中所示的实施例的侧视图；

图3是图2中所示的实施例的焊接效果示意图，图中示出多层焊接结构。

附图标记说明

1钴基高温合金母材        2低碳钢母材

3坡口                    α坡口的敞开角度