[发明专利]一种节镍奥氏体不锈钢中空钨极氩弧焊方法

说明书

本发明提出一种节镍奥氏体不锈钢中空钨极氩弧焊方法，该焊接方法依据焊接参数设定保护气流量、送丝速度、焊接电弧模式(连续、脉冲)、焊接电流和焊接速度，在不同的工艺参数(焊接电流、焊接电压、钨极末端尺寸)下，通过对钨极内孔气体(氩气和氮气)成分配比、气体流量的优化，可以满足不同板厚节镍奥氏体不锈钢的优质高效焊接。解决了常规的焊接方法，焊接完成后，焊缝的耐腐蚀能力下降，尤其是抗晶间腐蚀能力显著降低的技术问题，提出一种节镍奥氏体不锈钢中空钨极氩弧焊方法，氮气从钨极内孔送出，经过电弧高温区，分解成原子及离子的N粒子，更加容易进入液体熔池，弥补液态熔池中N元素的损失。

技术领域

本发明涉及一种节镍奥氏体不锈钢中空钨极氩弧焊方法，属于材料焊接加工技术领域。

背景技术

节镍奥氏体不锈钢(08Cr19Mn6Ni3Cu2N)通过添加Mn、Cu、N等元素部分替代昂贵的Ni元素达到稳定奥氏体的目的。大量研究结果表明节镍奥氏体不锈钢不仅耐蚀性能好，还具有优异的综合力学性能，是一种可替代常规奥氏体不锈钢(Cr-Ni系)在某些重要领域获得应用的资源节约型新钢种。

然而，加工技术的完善程度则是限制该材料成功走向工程化应用的关键，这其中就包括必不可少的焊接技术。已有的研究结果表明，常规的焊接方法，包括激光焊接、电弧焊接、激光-电弧复合焊接等，焊接完成后，焊缝的耐腐蚀能力下降，而导致耐腐蚀能力降低的主要原因是，热源作用下液态金属对N元素的固化能力降低，导致部分N元素从高温液态金属中逸出，同时还没有较好的补充措施，导致节镍奥氏体不锈钢高温液态金属凝固后形成的焊缝中N元素含量下降，焊缝组织中奥氏体含量随之降低，使焊缝耐腐蚀能力，尤其是抗晶间腐蚀能力显著降低。目前，该问题成为限制节镍奥氏体不锈钢市场化推广应用亟需解决的技术难题。

发明内容

本发明为了解决上述背景技术中提到的常规的焊接方法，焊接完成后，焊缝的耐腐蚀能力下降，尤其是抗晶间腐蚀能力显著降低的技术问题，提出一种节镍奥氏体不锈钢中空钨极氩弧焊方法，贴合实际情况旨在公开一种中空钨极内孔通入混合保护气(氮气、氩气、氦气等)的空心钨极氩弧焊接新方法。

本发明提出一种节镍奥氏体不锈钢中空钨极氩弧焊方法，具体包括以下步骤：

步骤1：利用钨极制样工具将空心钨极电子发射端预置成锥形，安装到焊枪上，将空心钨极电子发射端伸出内层保护气罩，控制空心钨极电子发射端和内层保护气罩末端之间的垂直距离为6-12mm；

步骤2：利用机械清理或化学清洗的方法对节镍奥氏体不锈钢工件的表面焊接区域进行打磨处理，并用酒精去除附近20mm区域内油污；

步骤3：微调焊枪姿态，保证空心钨极中轴线垂直于焊接试样表面，同时调整焊枪和工件的距离，使空心钨极的端面和工件之间的距离控制在4-6mm之间；

步骤4：根据板厚和焊接件的结构，设定最外层、内层、钨极内孔的保护气类型及保护气流量，钨极内孔的送丝速度，焊接电弧模式和焊接速度，其中，焊接模式设定为直流连续焊接模式，焊接电流设定为200-210A，送丝速度设定为1-1.2m/min，最外层保护气和内层保护气均为氩气，最外层保护气的流量设定为6-8L/min，内层保护气气体流量设定为5L/min，钨极内孔的气体为氩气和氮气的混合气，其中氮气流量为0.2L/min，氩气流量为0.8L/min，起焊电流控制在150-180A，起弧时间设定为0.2-0.3s，收弧电流设定为120-150A，焊接完成后保护气延迟送气时间设定为4-6s；

步骤5：依次检查确认冷却水、保护气、离子气、送丝装置、焊接行走机构和焊接电源等均处于正常工作状态；

步骤6：按启动按钮，完成2mm厚节镍奥氏体不锈钢待焊工件的焊接。

一种节镍奥氏体不锈钢中空钨极氩弧焊方法，其特征在于，具体包括以下步骤：