CN102500993A - 马氏体不锈钢特大深孔的焊接修复方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种马氏体不锈钢特大深孔的焊接修复方法，由于马氏体不锈钢焊接时容易产生冷裂纹，在马氏体出现大的深孔时，很难采用焊接的方法实现对其修复。本发明采用具有三相组织的不锈钢焊接材料，根据特殊堵孔结构发明出采用焊接工艺方法解决不同马氏体形材特大深孔的修复问题，在实际生产过程中，可大大降低成本及减少生产周期。
Description
技术领域：本发明涉及一种马氏体不锈钢特大深孔的焊接修复方法。
背景技术：马氏体不锈钢中铬的质量分数一般为12％～27％，其因加入Ni、Mo、V、W等元素，使马氏体不锈钢具有耐腐蚀性能之外，还具有抗高温氧化性能和较高的高温强度，其在航空发动机及电站设备的高温高压管道中得到广泛应用。低碳马氏体不锈钢在Ni含量控制在4％～6％，加入少量的Mo、Ti等合金元素时，可得一类高强度马氏体不锈钢，具有耐腐蚀性能的同时还有良好的抗磨损和汽蚀性能，因此在水轮机和大型水泵中应用广泛。而这些马氏体不锈钢铸件、锻件及钢板构件的焊接过程中容易产生裂纹，铸件内部存在气孔、夹渣、微裂等缺陷是引发焊接裂纹的主要原因。当一些大型的铸件、锻件及钢板构件在生产加工过程中，由于处理不均匀、图纸改版、加工操作失误出现大孔或特大孔缺陷时，由于在孔这样狭小的空间内进行焊接操作是相当困难的。且孔内的圆形焊缝属于圆形封闭焊缝，其拘束度已经达到饱和状态，焊接应力无处释放，焊接过程中更容易产生裂纹。因此，出现上述问题时经常会对构件进行报废而重新铸造，造成资源的浪费和工期的延误，会给企业带来相当大的经济损失。
发明内容：本发明的目的是提供一种在不影响产品质量的同时，节省重新生产大件的能源、降低成本、减少生产周期、避免延误工期的马氏体不锈钢特大深孔的焊接修复方法。本发明的技术方案为：按以下步骤进行：一、将铸件、锻件或钢板构件的孔按3～5mm扩孔；二、对经过步骤一处理过的孔内表面进行液体渗透检验探伤检查，检测缺陷是否全部被清除干净，如果孔内缺陷没有清除干净，按每次直径扩大2～8mm继续进行清除缺陷，直至通过液体渗透检验探伤检查确认缺陷完全清除干净，清除干净的标准是美国机械工程师协会第VIII卷附录8；三、测量步骤二探伤合格的孔的直径并做记录；四、根据孔的大小准备堵孔填充块，其形状为去尖的双锥体，钝边厚度1～3mm，中间最大直径根据经过步骤三处理的孔的直径确定，其与孔内表面的间隙2mm，光洁度12.5或6.3，填充金属块的材质与母材成分尽量接近；五、将带经过步骤三处理过孔的马氏体不锈钢铸件、锻件或钢板构件安放到可以从下方方便焊接的位置，清除孔内表面、孔附近50～100mm范围内及步骤四准备好的相应的填充块油污、水、杂物等；六、采用临时限位工具将步骤五处理的填充块放到步骤五处理的孔中间位置，在填充块最大直径的圆周上选择四个对称点，将填充块固定在孔内；七、将步骤六固定在孔内的填充块焊接到其要堵的对应的孔上，填充块的焊接方法采用熔化极气体保护焊，采用HS00Cr18Ni14Mo2进行两层打底焊，其余焊缝用HS367M；焊接前将焊接区域及附近局部预热80～120℃，层间温度120～150℃，焊道宽度10～15mm；焊接规范为焊丝规格Φ1.2mm，电流180～200A，电压20～23V，焊接速度150～430mm/min；焊接要求为焊接时，每个小环缝沿圆周分四段对称施焊，焊接过程中除第一层和最后一层不锤击外，其余各层需进行充分的锤击，以降低焊缝的残余应力，焊接过程中要注意，层间清理要彻底，以减少出现夹渣等缺陷，焊接过程中要严格控制层间温度不超过150℃；将填充块一面的坡口焊满，在另一面对焊缝背面清根；焊缝清根采用机械加工或打磨的方法进行；在焊满填充块坡口后，将工件降至室温。对焊缝进行液体渗透检验探伤检查，确认无线性缺陷后，重新对工件预热；八、对经过步骤七填充块堵过的孔的剩余部分进行堆焊，孔的堆焊的焊接方法采用熔化极气体保护焊；焊接前，将焊接区域及附近局部预热100～150℃，层间温度150～170℃；焊接规范为焊丝规格Φ1.2mm，电流220～280A，电压24-32V，焊接速度150～450mm/min，保护气体为95％Ar+5％CO2，保护气体流量为18L/min焊道宽度为16～20mm，焊道厚度≤6mm；焊接过程中除第一层和最后一层不锤击外，其余各层需进行充分的锤击；焊接过程中要彻底清理层间，上、下层焊缝的起弧、收弧处要尽量错开；每焊完30mm厚的焊缝，将工件翻转180°，交替对称将两面的焊缝焊完；焊接工作完成后，焊缝处及附近表面覆盖保温材料，使工件缓慢降至室温；九、在48小时后对经过焊接填充块修补的孔的外表面进行打磨，进行超声检验、液体渗透检验探伤检查合格后，对经过焊接修补的孔部位进行退火处理，退火工艺按原铸件、锻件或钢板构件的焊接退火工艺执行；十、对步骤九处理过的修补部位进行超声检验、液体渗透检验探伤检查，检查合格，大孔或特大孔缺陷焊接修复完成。
本发明产生的技术效果：如果马氏体不锈钢大件出现特大孔时，如果修补不成功，大件将会被报废，这样就需要对其进行重新生产加工，而该焊接工艺方法的实施完成大件的特大孔修复，可在不影响产品质量的同时，节省重新生产大件的能源、降低成本、减少生产周期、避免延误工期等。
附图说明：
图1为具体实施方式中马氏体不锈钢铸件孔的修补结构图。
图2为具体实施方式中填充块的结构图，
具体实施方式
一、将铸件、锻件或钢板构件的孔按3～5mm扩孔，如图1所示；
二、对经过步骤一处理过的孔内表面进行液体渗透检验探伤检查，检测缺陷是否全部被清除干净，如果孔内缺陷没有清除干净，按每次直径扩大2～8mm继续进行清除缺陷，直至通过液体渗透检验探伤检查确认缺陷完全清除干净，清除干净的标准是美国机械工程师协会第VIII卷附录8；
三、测量步骤二探伤合格的孔的直径并做记录；
四、根据孔的大小准备堵孔填充块1，其形状为去尖的双锥体，如图1中堵孔填充块1和图2所示，钝边厚度1～3mm，中间最大直径根据经过步骤三处理的孔的直径确定，其与孔内表面的间隙2mm，光洁度12.5或6.3，填充金属块的材质与母材马氏体不锈钢1成分尽量接近；
五、将带经过步骤三处理过孔的马氏体不锈钢铸件、锻件或钢板构件安放到可以从下方方便焊接的位置，清除孔内表面、孔附近50～100mm范围内及步骤四准备好的相应的填充块油污、水、杂物等；
六、采用临时限位工具将步骤五处理的填充块放到步骤五处理的孔中间位置，在填充块最大直径的圆周上选择四个对称点，将填充块固定在孔内；
七、将步骤六固定在孔内的填充块焊接到其要堵的对应的孔上，如图1所示，填充块的焊接方法采用熔化极气体保护焊，采用HS00Cr18Ni14Mo2进行两层打底焊接区域3，厚度为8～12mm；其余焊缝用HS367M焊材4。焊接前将焊接区域及附近局部预热80～120℃，层间温度120～150℃，焊道宽度10～15mm；焊接规范为焊丝规格Φ1.2mm，电流180～200A，电压20～23V，焊接速度150～430mm/min；焊接要求为焊接时，每个小环缝沿圆周分四段对称施焊，焊接过程中除第一层和最后一层不锤击外，其余各层需进行充分的锤击，以降低焊缝的残余应力，焊接过程中要注意，层间清理要彻底，以减少出现夹渣等缺陷，焊接过程中要严格控制层间温度不超过150℃；将填充块一面的坡口焊满，在另一面对焊缝背面清根；焊缝清根采用机械加工或打磨的方法进行；在焊满填充块坡口后，将工件降至室温。对焊缝进行液体渗透检验探伤检查，确认无线性缺陷后，重新对工件预热；
八、对经过步骤七填充块堵过的孔的剩余部分进行堆焊，如图1中HS367M焊材4所示，孔的堆焊的焊接方法采用熔化极气体保护焊；焊接前，将焊接区域及附近局部预热100～150℃，层间温度150～170℃；焊接规范为焊丝规格Φ1.2mm，电流220～280A，电压24-32V，焊接速度150～450mm/min，保护气体为95％Ar+5％CO2，保护气体流量为18L/min焊道宽度为16～20mm，焊道厚度≤6mm；焊接过程中除第一层和最后一层不锤击外，其余各层需进行充分的锤击；焊接过程中要彻底清理层间，上、下层焊缝的起弧、收弧处要尽量错开；每焊完30mm厚的焊缝，将工件翻转180°，交替对称将两面的焊缝焊完；焊接工作完成后，焊缝处及附近表面覆盖保温材料，使工件缓慢降至室温；
九、在48小时后对经过焊接填充块修补的孔的外表面进行打磨，进行超声检验、液体渗透检验探伤检查合格后，对经过焊接修补的孔部位进行退火处理，退火工艺按原铸件、锻件或钢板构件的焊接退火工艺执行；
十、对步骤九处理过的修补部位进行超声检验、液体渗透检验探伤检查，检查合格，大孔或特大孔缺陷焊接修复完成。
Claims (1)
1.一种马氏体不锈钢特大深孔的焊接修复方法法，其特种是：按以下步骤进行：一、将铸件、锻件或钢板构件的孔按3～5mm扩孔；二、对经过步骤一处理过的孔内表面进行液体渗透检验探伤检查，检测缺陷是否全部被清除干净，如果孔内缺陷没有清除干净，按每次直径扩大2～8mm继续进行清除缺陷，直至通过液体渗透检验探伤检查确认缺陷完全清除干净，清除干净的标准是美国机械工程师协会第VIII卷附录8；三、测量步骤二探伤合格的孔的直径并做记录；四、根据孔的大小准备堵孔填充块，其形状为去尖的双锥体，钝边厚度1～3mm，中间最大直径根据经过步骤三处理的孔的直径确定，其与孔内表面的间隙2mm，光洁度12.5或6.3，填充金属块的材质与母材成分尽量接近；五、将带经过步骤三处理过孔的马氏体不锈钢铸件、锻件或钢板构件安放到可以从下方方便焊接的位置，清除孔内表面、孔附近50～100mm范围内及步骤四准备好的相应的填充块油污、水、杂物等；六、采用临时限位工具将步骤五处理的填充块放到步骤五处理的孔中间位置，在填充块最大直径的圆周上选择四个对称点，将填充块固定在孔内；七、将步骤六固定在孔内的填充块焊接到其要堵的对应的孔上，填充块的焊接方法采用熔化极气体保护焊，采用HS00Cr18Ni14Mo2进行两层打底焊，其余焊缝用HS367M；焊接前将焊接区域及附近局部预热80～120℃，层间温度120～150℃，焊道宽度10～15mm；焊接规范为焊丝规格Φ1.2mm，电流180～200A，电压20～23V，焊接速度150～430mm/min；焊接要求为焊接时，每个小环缝沿圆周分四段对称施焊，焊接过程中除第一层和最后一层不锤击外，其余各层需进行充分的锤击，以降低焊缝的残余应力，焊接过程中要注意，层间清理要彻底，以减少出现夹渣等缺陷，焊接过程中要严格控制层间温度不超过150℃；将填充块一面的坡口焊满，在另一面对焊缝背面清根；焊缝清根采用机械加工或打磨的方法进行；在焊满填充块坡口后，将工件降至室温。对焊缝进行液体渗透检验探伤检查，确认无线性缺陷后，重新对工件预热；八、对经过步骤七填充块堵过的孔的剩余部分进行堆焊，孔的堆焊的焊接方法采用熔化极气体保护焊；焊接前，将焊接区域及附近局部预热100～150℃，层间温度150～170℃；焊接规范为焊丝规格Φ1.2mm，电流220～280A，电压24-32V，焊接速度150～450mm/min，保护气体为95％Ar+5％CO2，保护气体流量为18L/min焊道宽度为16～20mm，焊道厚度≤6mm；焊接过程中除第一层和最后一层不锤击外，其余各层需进行充分的锤击；焊接过程中要彻底清理层间，上、下层焊缝的起弧、收弧处要尽量错开；每焊完30mm厚的焊缝，将工件翻转180°，交替对称将两面的焊缝焊完；焊接工作完成后，焊缝处及附近表面覆盖保温材料，使工件缓慢降至室温；九、在48小时后对经过焊接填充块修补的孔的外表面进行打磨，进行超声检验、液体渗透检验探伤检查合格后，对经过焊接修补的孔部位进行退火处理，退火工艺按原铸件、锻件或钢板构件的焊接退火工艺执行；十、对步骤九处理过的修补部位进行超声检验、液体渗透检验探伤检查，检查合格，大孔或特大孔缺陷焊接修复完成。
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