[发明专利]一种异种钢焊接方法

说明书

技术领域

本发明属于异种钢焊接技术领域，具体涉及一种厚度或壁厚在5mm以下X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢板材或管材的焊接方法。

背景技术

X1NiCrMoCu25-20-5属于超级奥氏体不锈钢，该钢没有铁素体，具有良好的抗氧化性和耐腐蚀性，但其热敏性低，在焊接过程中更容易出现焊接热裂纹。X2CrNiMoCuN25-6-3属于奥氏体-铁素体双相钢，其在海水和其他含氯化物环境下具有出色的耐点蚀、延展性和冲击强度。

由于X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3存在组织结构上的差异，因此，在对X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢进行焊接时，即对超级奥氏体与奥氏体-铁素体钢焊接时，容易出现焊接接头脆化和热裂纹现象。例如，在焊接过程中，由于材料组织中铁素体相的影响，会在奥氏体-铁素体相界和铁素体内出现σ相，从而造成焊接接头区域的脆化。而且，铁素体相在一定温度范围内是不稳定的，会析出对焊接接头塑性、韧性和抗腐蚀性有害的金属间化合物以及σ相，从而进一步造成焊接接头的易脆性和性能下降。

发明内容

为了解决对X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3进行焊接时，容易出现焊接接头脆化和热裂纹现象的问题，本发明提出了一种针对X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢进行焊接的焊接方法。该焊接方法包括以下步骤：

步骤S1，对待焊接的X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢母材进行坡口加工和焊接组对；

步骤S2，对X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢母材进行焊接操作，其中，焊接参数包括：焊接电流值为35～80A。

优选的，在所述步骤S2中，选用直径为φ1.6mm的ER309L焊丝进行焊接操作。

进一步优选的，在所述步骤S2中，采用手工钨极氩弧焊的焊接方法。

优选的，在所述步骤S1中，对待焊接的X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢母材进行V型坡口加工，坡口角度为37.5±2.5°。

优选的，在所述步骤S2中，进行分层焊接，包括打底层焊接、填充层焊接以及盖面层焊接。

优选的，打底层焊接的焊接电流为35～45A，填充层焊接的焊接电流值为60～75A，盖面层焊接的焊接电流值为70～80A。

进一步优选的，焊接电压值为8.9～11.5V，焊接速度为0.29～0.64mm/s。

进一步优选的，层间焊接温度≤175℃。

优选的，在所述步骤S2中，对焊缝的正面和背面同时进行充氩气保护，氩气流量为5～15L/min。

优选的，在所述步骤S1中，待焊接的X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢母材之间的组对间隙为1～4mm。

采用本发明的焊接方法，对X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢进行焊接时，具有以下有益效果：

1、在本发明中，通过对焊接过程中焊接参数的选取和控制，即对焊接电流值的降低选取，对层间焊接温度的范围控制，以及对焊接电流与焊接电压和焊接速度的匹配，获得了适合于厚度或壁厚在5mm以下X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢板材或管材焊接的焊接线热量。这样，在合适的焊接线热量下，不仅可以促进焊材和母材中Mo元素在熔池中转变为含钼化合物，增加焊缝中含钼化合物的含量，进而降低焊接接头的脆性，抑制热裂纹的发生，而且可以提高Ni元素对焊缝周围母材和焊丝中铁素体转变为奥氏体的促进作用，从而提升焊缝中奥氏体的含量，实现对焊接接头塑性和韧性的改善提升。

2、在本发明的焊接方法中，通过选取合适的焊接线热量，省去了在焊接过程中对焊接母材的焊前预热处理和对焊缝的焊后热处理。这样，在保证焊接质量的情况下，简化了焊接操作步骤，提高了焊接工作效率。

附图说明

图1为本发明中X1NiCrMoCu25-20-5和X2CrNiMoCuN25-6-3异种钢母材的坡口结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作进一步介绍。