CN106670671A - 马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法 - Google Patents

马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法 Download PDF

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Abstract

一种马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，包括开设坡口、搭子本体对接、单侧对接焊补、清根、超声检测、填充焊补、对称焊补步骤，本发明方法中通过合理设置坡口形状、单侧对接焊补、清根等步骤，有效去除了搭子根部的缺陷，从而有效提高马氏体高合金搭子焊件焊缝质量，降低搭子对接根部产生缺陷的机率，降低了搭子焊接返修次数，从而缩短了生产周期、降低返修成本。

Description

马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法
技术领域
本发明涉及马氏体耐热钢焊接技术领域，尤其涉及一种马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法。
背景技术
马氏体耐热钢是在9Cr1Mo基础上逐步发展起来。由于马氏体钢具有良好的热强性，其主要用于制造发电设备中需承受高温高压的零部件。经锻造成型的马氏体耐热钢，其机械性能较铸造成型的马氏体耐热钢好。通常用于制造管件及保温搭子等焊件。
温搭子在蒸汽轮机中较常见，主要用途为焊接在本体上之后，在搭子上钻孔，然后在搭子的孔内安装测温装置，对蒸汽轮机内部温度进行监测。
由于其用途、结构的特殊性一般此类搭子焊件的焊接要求极高，坡口焊缝区域不允许有缺陷存在。在ASME检测规范中，此类部件的超声波检测级别为一级，即不允许直径超过1.5mm的点状缺陷存在。
目前，此类搭子焊接技术难点主要体现在两方面：一是在搭子与本体对接面，未融合缺陷与点状缺陷较常见，且主要集中在中心部位。二是对焊工操作技能要求较高，属于全位置焊接。
基于以上特点，常规的搭子焊接方法焊补成功率较低，焊接返修频繁，对焊工的操作技能要求较高，焊接手法控制难度较大。
发明内容
有必要提出一种去除搭子的中心位置或根部的缺陷的马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法。
一种马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，包括以下步骤：
开设坡口：包括开设搭子坡口和开设本体坡口，所述开设搭子坡口为在搭子的焊接端头开设K型坡口，在所述K型坡口的端部设置宽度为2mm～3mm、高度为3mm～5mm、长度与搭子的直径长度相等的对接台子，所述对接台子沿着搭子的直径方向设置，所述开设本体坡口为在本体上开设K型坡口；
搭子本体对接：将搭子沿着对接台子的端部与本地的K型坡口的端部相正对接触，以使搭子的K型坡口和本体的K型坡口之间形成焊补区；
单侧对接焊补：先从K型坡口的一侧坡口的焊补区开始焊接，焊接厚度为所述对接台子的宽度的8～10倍，以形成单侧对接区；
清根：采用打磨或碳弧气刨的方式，从单侧对接区相对的另一侧坡口对对接台子进行清除，清除的厚度大于对接台子的宽度或高度，以将对接台子清除干净；
超声检测：对清除对接台子后的搭子进行超声检测，检测时采用UT直探头对搭子的端面扫描式滑动，以检测清根是否彻底；
填充焊补：对清除了对接台子之后的区域进行填充焊补，以形成与单侧对接区对称的焊接填补区，从而使K型坡口的两侧具有相同的结构；
对称焊补：两名工作人员对K型坡口的两侧进行对称焊接，以将两侧的焊补区焊接完整。
本发明方法中通过合理设置坡口形状、单侧对接焊补、清根等步骤，有效去除了搭子根部的缺陷，从而有效提高马氏体高合金搭子焊件焊缝质量，降低搭子对接根部产生缺陷的机率，降低了搭子焊接返修次数，从而缩短了生产周期、降低返修成本。
附图说明
图1为所述搭子开设K型坡口后的主视图。
图2为图1沿着A-A的截面图。
图3为在图2中标识了对接台子的宽度S、高度H、长度L的尺寸的放大图。
图4为所述搭子与本体对接后、且焊接了单侧对接区的结构示意图。
图5为图4中表达所述对接台子与本体对接后、且单侧对接焊补后的局部放大图。图中可以看出对接台子的端部的平面与本体的K型坡口的平面相正对接触。
图6为清根后的结构示意图。
图7为对称焊补后的结构示意图。
图中：搭子10、对接台子11、本体20、单侧对接区30、清除区40、UT直探头50。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
参见图1至图7，本发明实施例提供了一种马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，包括以下步骤：
开设坡口：包括开设搭子坡口和开设本体坡口，开设搭子坡口为在搭子10的焊接端头开设K型坡口，在K型坡口的端部设置宽度S为2mm～3mm、高度H为3mm～5mm、长度L与搭子10的直径长度相等的对接台子11，对接台子11沿着搭子10的直径方向设置，开设本体坡口为在本体20上开设K型坡口；本体坡口的开设可以增大焊接时焊条的摆动区域，使得焊接操作得心应手，并且，对比于本体20不开设坡口，而只在搭子10上开设坡口的焊接方法，焊接后的焊层与本体20熔合更好，无焊层死角和裂纹。
在本发明的一种实施例中，搭子10为圆柱体棒料，开设的K型坡口为在搭子10的端部沿着圆柱体棒料的两侧对称斜面切除，切除之后形成K型坡口。
搭子本体对接：将搭子10沿着对接台子11的端部与本地的K型坡口的端部相正对接触，以使搭子10的K型坡口和本体20的K型坡口之间形成焊补区；
单侧对接焊补：先从K型坡口的一侧坡口的焊补区开始焊接，焊接厚度为对接台子11的宽度S的8～10倍，以形成单侧对接区30；
清根：采用打磨或碳弧气刨的方式，从单侧对接区30相对的另一侧坡口对对接台子11进行清除，清除的厚度大于对接台子11的宽度S或高度H，以将对接台子11清除干净；由于单侧对接区30在焊接时，对对接台子11产生热损伤，诱发对接台子11内部产生缺陷，所以为了去除此缺陷，要将对接台子11挖出掉。
超声检测：对清除对接台子11后的搭子10进行超声检测，检测时采用UT直探头50对搭子10的端面扫描式滑动，以检测清根是否彻底；
填充焊补：对清除了对接台子11之后的区域进行填充焊补，以形成与单侧对接区30对称的焊接填补区，从而使K型坡口的两侧具有相同的结构；
对称焊补：两名工作人员对K型坡口的两侧进行对称焊接，避免坡口的一侧焊缝收缩，以将两侧的焊补区焊接完整。
进一步，在开设坡口的步骤中，本体20上的K型坡口的开口坡度小于搭子10的K型坡口的开口坡度。如此使得焊接时，焊条的摆动空间的宽度S也能满足操作需求，而且对比于二者开口坡度一样时的对称结构，焊补量也不会很大，不仅解决焊条，而且也降低了焊补区内缺陷的出现的几率。
进一步，搭子10的K型坡口的开口坡度为30°～60°，本体20的K型坡口的开口坡度为10°～15°。
进一步，对接台子11的一端与K型坡口的坡面连接，对接台子11的另一端为平面，本体20的K型坡口的端部也设置平面，以使对接台子11的端部的平面与本体20的K型坡口的平面相正对接触。通过面面接触，使得搭子10对稳稳定，不会左右晃动。
进一步，在清根步骤中，采用打磨或碳弧气刨清除对接台子11时，清除区40为半径大于对接台子11的宽度S和高度H中较大值的弧形区域，如此，保证搭接台子清除干净，不留缺陷。例如，一种实施例中对接台子11的宽度S为2mm～3mm，高度H为3mm～5mm，则此时清除区40的半径为大于5mm的弧形区域。
进一步，在超声检测步骤中，对于清除区40的正上方的搭子10的端面进行多次扫描式滑动，以对清除区40进行重点检测，确保清除区40无缺陷。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，其特征在于包括以下步骤：
开设坡口：包括开设搭子坡口和开设本体坡口，所述开设搭子坡口为在搭子的焊接端头开设K型坡口，在所述K型坡口的端部设置宽度为2mm～3mm、高度为3mm～5mm、长度与搭子的直径长度相等的对接台子，所述对接台子沿着搭子的直径方向设置，所述开设本体坡口为在本体上开设K型坡口；
搭子本体对接：将搭子沿着对接台子的端部与本地的K型坡口的端部相正对接触，以使搭子的K型坡口和本体的K型坡口之间形成焊补区；
单侧对接焊补：先从K型坡口的一侧坡口的焊补区开始焊接，焊接厚度为所述对接台子的宽度的8～10倍，以形成单侧对接区；
清根：采用打磨或碳弧气刨的方式，从单侧对接区相对的另一侧坡口对对接台子进行清除，清除的厚度大于对接台子的宽度或高度，以将对接台子清除干净；
超声检测：对清除对接台子后的搭子进行超声检测，检测时采用UT直探头对搭子的端面扫描式滑动，以检测清根是否彻底；
填充焊补：对清除了对接台子之后的区域进行填充焊补，以形成与单侧对接区对称的焊接填补区，从而使K型坡口的两侧具有相同的结构；
对称焊补：两名工作人员对K型坡口的两侧进行对称焊接，以将两侧的焊补区焊接完整。
2.如权利要求1所述的马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，其特征在于：在所述开设坡口的步骤中，所述本体上的K型坡口的开口坡度小于所述搭子的K型坡口的开口坡度。
3.如权利要求2所述的马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，其特征在于：所述搭子的K型坡口的开口坡度为30°～60°，所述本体的K型坡口的开口坡度为10°～15°。
4.如权利要求2所述的马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，其特征在于：所述对接台子的一端与K型坡口的坡面连接，对接台子的另一端为平面，所述本体的K型坡口的端部也设置平面，以使对接台子的端部的平面与本体的K型坡口的平面相正对接触。
5.如权利要求1所述的马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，其特征在于：在清根步骤中，采用打磨或碳弧气刨清除对接台子时，清除区为半径大于对接台子的宽度和高度中较大值的弧形区域，如此，保证搭接台子清除干净，不留缺陷。
6.如权利要求5所述的马氏体耐热钢搭子焊件的焊接方法，其特征在于：在所述超声检测步骤中，对于清除区的正上方的搭子的端面进行多次扫描式滑动，以对清除区进行重点检测，确保清除区无缺陷。
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