[发明专利]一种抗电渣焊接头软化的方法

说明书

本发明公开了一种抗电渣焊接头软化的装置，包括空压机、提升机构、送气管、喷嘴及放置于焊缝两侧一定区域的挡板。一种抗电渣焊接头软化的方法，主要是焊接时空压机通过固定于提升机构上的与空压机相通的送气管及喷嘴向放置于焊缝两侧一定区域的挡板内喷射压缩气体，以提高原焊接软化区的焊后冷却速度，达到提高该区域抗拉强度的目的。本发明通过对焊接热影响区易软化部位实施定向冷却，缩短其焊后高温停留时间，解决了电渣焊焊接接头软化的顽疾。

技术领域

本发明涉及一种抗电渣焊接头软化的方法，属于焊接技术领域。

背景技术

电渣焊是利用电流通过熔渣所产生的电阻热作为热源，将填充金属和母材熔化，凝固后形成金属原子间牢固连接。与埋弧焊、气保焊等焊接方法相比，电渣焊因焊接效率高更适用于厚板焊接，特别是厚度大于30mm以上钢板，已广泛应用于船舶、压力容器、高层建筑等领域的大断面结构、圆筒形结构及箱型梁等的焊接。然而，由于电渣焊的热输入较大，一般超过300KJ/cm，故钢板热影响区高温停留时间较长，使得焊缝熔合线附近的粗晶区因晶粒尺寸偏大导致脆性区，同时远离熔合线的一定区域内因长时间高温回火降低了该区域的强度从而在焊接热影响区出现软化区。随着国内外氧化物冶金技术日益成熟，热影响区脆化问题已逐步得到解决，但软化问题至今尚无成熟的技术方案。

所谓焊接热影响区的软化，指的是软化区的硬度低于母材原始硬度，可能导致焊接结构件因强度不足提前失效，直接影响了其安全性和使用寿命。对于如何抑制软化，在目前已公开的相关文献技术中，文献1通过优化钢材的成分体系，使软化区组织中马氏体比例为3～12％时可抑制软化，但该钢材中易偏析元素Mn、P含量较高，易使坯料产生偏析，增加了炼钢的难度。文献2需优化钢材的成分体系和轧钢工艺，钢材生产过程复杂。文献3通过在线热处理的方法抑制高强铝合金搅拌摩擦焊接头的软化，但需要配置加热及强冷装置，且该方法是对焊接接头进行整体热处理，热处理成本较高。文献4通过在焊接过程中对焊缝进行加速冷却，达到改善焊缝及热影响区组织、细化晶粒的目的，该方法虽对改善热影响区脆化比较有效，但直接对焊缝进行加速冷却，将增大焊缝区温度梯度，从而使焊接残余应力增大，导致焊缝的裂纹敏感性显著增加。

现有技术文献

文献1：CN 103987869A

文献2：CN 100567546A

文献3：CN 104070287A

文献4：CN 106141474A

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种通过对焊接热影响区易软化部位实施定向冷却，缩短其焊后高温停留时间，提高电渣焊接头抗软化的方法及装置。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

抗电渣焊接头软化的装置，包括空压机(5)、提升机构(6)、送气管(8)、喷嘴(9)及放置于焊缝(2)两侧一定区域的挡板(10)。所述空压机(5)通过固定于提升机构(6)上的与空压机(5)相通的送气管(8)及喷嘴(9)向放置于焊缝两侧一定区域的挡板(10)内喷射压缩气体，所述挡板(10)放置在焊缝(2)两侧易软化区域的两侧。本装置的送气管(8)通过三通管接头分成两个支管(12)，由两个支管分别对焊缝两侧的易软化区域喷射压缩气体。

抗电渣焊接头软化的方法包括以下步骤：

(1)根据母材厚度确定电渣焊焊接接头的易软化区域位置，然后将挡板(10)固定在该易软化区域位置的两侧，易软化区域距焊缝中心的距离d为d₁＜d＜d₂，其中d₁＝0.65h，d₂＝0.9h，h为母材厚度；

(2)接通空压机(5)电源使其开始工作，空压机内气体压力不低于0.8MPa；