[发明专利]一种铁素体不锈钢的随焊激冷焊接方法

摘要

本发明涉及一种铁素体不锈钢的随焊激冷焊接方法，是针对铁素体不锈钢焊接过程中晶粒长大、脆化难以控制的问题，采用钨极氩弧焊机，在焊接过程中使用液氮进行随焊激冷，并用氩气进行保护，有效阻止焊接热影响区的晶粒长大及脆化问题，此方法工艺先进合理，数据翔实准确，焊接接头质量好，焊缝熔合性好，不易开裂，焊缝抗拉强度达481.51MPa，是十分理想的铁素体不锈钢的焊接方法。

主权项

1.一种铁素体不锈钢的随焊激冷焊接方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：铁素体不锈钢板、铁素体不锈钢焊丝、液氮、乙醇、氩气、砂纸，其准备用量如下：以毫米、毫升、厘米³为计量单位铁素体不锈钢板：00Cr21550mm×10mm×100mm2块铁素体不锈钢焊丝：00Cr21Φ1.2mm×400mm液氮：N₂100000mL±50mL乙醇：C₂H₅OH2000mL±50mL氩气：Ar100000cm³±50cm³砂纸：SiC400粒276mm×0.5mm×230mm2张焊接方法如下：(1)制作液氮激冷枪液氮激冷枪为圆管状，中间为液氮腔，前部设有喷液嘴、出液口及导液丝，后部为安装环，用铝合金材料制作；(2)预处理铁素体不锈钢板①被焊接铁素体不锈钢板为两块，尺寸、规格一样，呈矩形板状，焊接部位开坡口，单面坡口角度为30°；②用乙醇擦洗铁素体不锈钢板，使焊接部位洁净；(3)钨极氩弧焊接铁素体不锈钢板铁素体不锈钢板的钨极氩弧焊接是在钨极氩弧焊机上进行的，是在氩气保护、液氮激冷、铁素体不锈钢焊丝的填丝焊接下完成的；①置放铁素体不锈钢板将焊接卡具置于氩弧焊机的工作台上，并在焊接卡具内水平放置两块被焊接的铁素体不锈钢板，两钢板坡口部位对齐；②安装调试液氮激冷枪，并对准被焊钢板焊缝；③安装氩气管，并对准被焊钢板焊缝；④安装铁素体不锈钢焊丝，其尖端部对准被焊钢板焊缝；⑤开启氩气阀、氩气管，向焊接部位输送氩气，氩气输入速度150cm³/min；开启钨极氩弧焊机，引燃电弧，焊接电压14-15V，焊接电流130-140A，电弧作用于铁素体不锈钢板和焊丝；⑥将铁素体不锈钢焊丝对准被焊部位，进行焊接，焊接热输入量0.5-0.6kJ/min；焊接速度为170-200mm/min；开启液氮激冷枪，向焊接部位输入液氮，液氮输入速度100mL/min；当两被焊钢板焊缝结合，即完成了正面焊接；焊接后静置冷却5min；⑦将正面接合的两块铁素体不锈钢板重新装卡，反面朝上，用同样方法和技术参数焊接两块钢板反面；当两被焊钢板焊缝结合后，即完成了反面焊接；焊接后静置冷却10min；(4)关闭氩弧焊机电源，停止焊接；关闭液氮激冷枪，停止冷却；关闭氩气阀、氩气管，停止输氩气；(5)拆下焊接卡具，取出被焊不锈钢板；(6)中温回火将被焊接的铁素体不锈钢板置于热处理炉中，进行中温回火，回火温度300℃，回火时间30min；回火后随炉冷却至25℃；(7)机械打磨焊瘤将被焊钢板用机械打磨正反面焊瘤，使两面平整；(8)砂纸打磨被焊钢板表面将被焊钢板置于平板上，用砂纸打磨正反两面，使表面光洁，使正反面粗糙度达Ra0.32-0.63μm；(9)乙醇清洗用乙醇清洗被焊钢板正反表面，使其洁净；(10)检测、分析、表征对焊接的铁素体不锈钢板焊接接头的形貌、焊缝金相组织、力学性能进行检测、分析、表征；用光学显微镜和扫描电镜对焊缝的金相显微组织和微观形貌分析；用万能拉伸机对焊接接头抗拉强度和延伸率进行分析；用冲击试验机对焊接接头冲击吸收功进行分析；用电化学工作站对焊接接头进行电化学腐蚀性分析；结论：焊接后的铁素体不锈钢板焊接接头晶粒细小，力学性能高，抗拉强度达到481.51MPa，延伸率达29.2%，焊缝冲击吸收功为31.5J，自腐蚀电流密度为0.63×10⁶Acm^-2，自腐蚀电位为-0.803V。