[发明专利]一种火焰预热钨极氩弧钎焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种火焰预热钨极氩弧钎焊方法，用于奥氏体不锈钢钎焊连接，属于钎焊工艺领域。

背景技术

奥氏体不锈钢由于具有优良的耐高温、耐氧化和抗腐蚀能力，是用于制造在真空、低温、辐照等苛刻环境下使用构件的最常用材料。由于大型装备中的不锈钢构件尺寸较大、且对尺寸精度要求较高，采用熔焊技术往往导致其焊接变形超过允许限度。电弧钎焊技术热输入较低、母材不熔化，相对更容易控制焊接变形，同时可避免对构件的热损伤，是奥氏体不锈钢构件首选的连接技术之一。然而，由于电弧加热时热量集中，焊接时形成梯度很大的温度场，导致较大的热应力。此外，采用电弧加热时难以使用钎剂，影响钎料润湿和填缝，对接头性能产生不利影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热应力和热变形小、钎着率高的奥氏体不锈钢复合加热钎焊工艺——火焰预热钨极氩弧钎焊方法。

本发明的目的可采取下述技术措施来实现：

本发明的火焰预热钨极氩弧钎焊方法的步骤如下：首先将母材对接，钎缝间隙宽度0.05~0.5mm，在钎缝上方预置钎料，钎料用量需确保可填满间隙，在钎缝及钎料上方覆盖钎剂；使用火焰枪将母材预热到500~600oC，通过传热使钎剂熔化（具体说：使用多个火焰枪预热距离钎缝较远的母材表面，通过传热使钎剂熔化，不直接加热钎剂），待钎剂完全熔化后，在熔融钎剂保护下，使用钨极氩弧焊枪通过电弧放电快速加热钎料使其熔化，使得液态钎料在重力及毛细力作用下填充母材间隙填充母材间隙，停止电弧加热，冷却过程中以火焰枪烘烤母材防止过快冷却，冷却后形成钎缝。

本发明中所述母材为奥氏体不锈钢。

本发明中所述钎料为银基钎料或铜基钎料。

本发明的有益效果如下：

本发明避免了直接氩弧钎焊奥氏体不锈钢热变形严重、界面易开裂的的问题，可得到高致密度、高钎着率、小变形的钎焊接头。

附图说明

图1~图4为本发明的工艺流程示意图。

图中序号：1是母材，2是钎料，3是钎剂，4是火焰枪，5是熔融钎剂，6是液态钎料，7是钨极氩弧焊枪，8是电弧，9是钎缝。

具体实施方式

本发明以下将结合实施例（附图）作进一步描述。

实施例1：

将316LN奥氏体不锈钢母材1对接，母材试样长100mm、宽30mm、厚2mm，钎缝间隙宽度0.2mm，在钎缝上方预置Ag-Pd-Ni钎料2，钎料用量需确保可填满间隙，在钎缝及钎料2上方覆盖适量101钎剂3，如图1所示。

使用火焰枪4（可选用氢氧火焰枪）预热距离钎缝较远的母材1表面，通过传热使101钎剂3熔化，如图2所示。

在熔融钎剂5保护下，使用钨极氩弧焊枪7通过电弧8放电快速加热钎料2使其熔化，液态钎料6填充母材1间隙，如图3所示。

冷却过程中以火焰枪4烘烤母材1防止过快冷却，冷却后形成钎缝9，如图4所示。

对钎焊接头进行尺寸测量，未发现明显的角变形及弯曲变形。使用超声探伤仪检测接头钎着率，结果显示接头钎着率约91%。

实施例2：

将316LN奥氏体不锈钢母材1对接，母材试样长100mm、宽30mm、厚2mm，钎缝间隙宽度0.15mm，在钎缝上方预置Cu-Mn-Ni钎料2，钎料用量需确保可填满间隙，在钎缝及钎料2上方覆盖适量201钎剂3，如图1所示。

使用火焰枪4（可选用丁烷火焰枪）预热距离钎缝较远的母材1表面，通过传热使钎剂3熔化，如图2所示。

在熔融钎剂5保护下，使用钨极氩弧焊枪7通过电弧8放电快速加热钎料2使其熔化，液态钎料6填充母材1间隙，如图3所示。

冷却过程中以火焰枪4烘烤母材1防止过快冷却，冷却后形成钎缝9，如图4所示。

对钎焊接头进行尺寸测量，未发现明显的角变形及弯曲变形。使用超声探伤仪检测接头钎着率，结果显示接头钎着率约93%。