[发明专利]一种9Cr-3W-3Co材料焊接方法

说明书

本发明公开了一种9Cr‑3W‑3Co材料焊接方法，所述焊接方法是将9Cr‑3W‑3Co材料的待焊工件采用加速电压为100～150kV的真空电子束焊机进行焊接处理。本发明采用高压真空电子束焊机对9Cr‑3W‑3Co材料的工件直接进行焊接处理，本发明针对9Cr‑3W‑3Co材料的特殊性而设置特定的焊接工艺措施，并辅以特定的热处理工艺措施，从而能够有效、可靠地控制9Cr‑3W‑3Co材料焊接接头的弧坑裂纹、焊缝中N等微量元素的含量，以提高9Cr‑3W‑3Co材料的焊缝质量，焊缝成形美观，有效满足于使用工况的技术要求，经济、实用。

技术领域

本发明涉及焊接技术，具体是一种9Cr-3W-3Co材料的工件的焊接方法。

背景技术

9Cr-3W-3Co材料作为一种650℃马氏体耐热钢，主要用作电力设备零部件、热工设备零部件等的制造，例如汽轮机的再热进气管等。

9Cr-3W-3Co材料的工件在组装时，需要将其进行焊接操作。目前，国内对9Cr-3W-3Co材料的焊接仍处于科研阶段，主要还是采用焊条以SMAW方法（即手工电弧焊）或GTAW方法（即氩弧焊）得以实现的。然而，由于9Cr-3W-3Co材料中的Co元素和W元素的含量高，其焊接性很差，这主要表现在如下两个方面：

1. 其在焊接前需要很高的温度进行预热处理，在焊接时会使得热影响区较大，从而导致焊接接头的性能不均匀，弧坑裂纹很难得以控制；

2. 9Cr-3W-3Co类材料一般对N等微量元素的控制极严，但SMAW方法或GTAW方法对9Cr-3W-3Co材料的焊接会使得焊缝中增加N等微量元素，从而导致9Cr-3W-3Co材料焊缝中的N等微量元素难于控制；

上述两个方面的因素就会导致9Cr-3W-3Co材料的焊缝质量很差，难以满足使用工况的技术要求。

目前，国内对9Cr-3W-3Co材料的工件需求，主要是以进口渠道而获得的。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述9Cr-3W-3Co材料的特殊性和现有焊接技术的不足，自主研发一种能够有效控制9Cr-3W-3Co材料焊接接头的弧坑裂纹、焊缝中N等微量元素含量、以提高焊缝质量的焊接方法。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现，一种9Cr-3W-3Co材料焊接方法，所述焊接方法是将9Cr-3W-3Co材料的待焊工件采用加速电压为100～150kV的真空电子束焊机进行焊接处理。进一步的，所述真空电子束焊机的功率为60kW。

所述焊接方法具体包括下列工艺步骤：

步骤1. 将9Cr-3W-3Co材料的待焊工件进行机械加工，使待焊工件的待焊接面不带锁底止口、且粗糙度≤Ra3.2；

步骤2. 将待焊工件进行退磁处理，退磁至剩磁≤2Gauss；

步骤3. 以装配间隙≤0.05mm、装配错位≤0.1mm的工艺要求对待焊工件的待焊接面进行装配；

步骤4. 以手工TIG焊的方式对待焊工件进行自熔定位焊接处理；

步骤5. 将定位焊接处理后的待焊工件装入真空电子束焊机的真空室内，使待焊工件处于平焊位；

步骤6. 对真空室进行抽真空处理；

步骤7. 对真空室内的待焊工件进行焊缝示教处理；

步骤8. 对真空室内的待焊工件进行电子束焊接处理，焊接处理采用单面焊、双面成型的工艺措施；

步骤9. 对真空室内的焊接工件进行保温处理，保温时间≥2H；

步骤10. 取出真空室内的焊接工件；