一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法
【專利摘要】本發明公開了一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其技術方案如下：第一步：板材的坡口加工；第二步：焊件的組裝；第三步：焊前預熱；第四步：焊接設備及材料選擇；第五步：大包回轉臺的焊接；第六步：焊后處理；第七步：無損檢測，所有焊縫在焊接完成24小時后進行100%超聲波檢測。本發明所提出的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，可確保鋼大包回轉臺焊接一次成功，降低甚至消除了冷裂紋的產生，保證了大包回轉臺一定的低溫韌性，同時提高了大包回轉臺的焊接效率，保證了焊縫焊接質量，降低了生產成本。
【專利說明】一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于煉鋼設備的焊接工藝，具體的是一種煉鋼大包回轉臺 板材的焊接方法。
【背景技術】
[0002]大包回轉臺用于將鋼包內的鋼水從初始位置運送到鑄造位置，升降臂可以獨立升降，由于位于180°兩個方向分別有一個鋼包座，所以可以實現連續鑄造，回轉臺的尺寸為6450*5520*3120，板最厚處達130mm，最薄處達40mm，重量368t，在回轉臺支架上可以同時放置兩個鋼包的鋼水。傳統的大包回轉臺主要采用Q345B鋼制造，焊接方法主要采取手工電弧焊來焊接；因Q345B鋼屬于普通低合金高強度鋼，屈服點為345MPa，20°C時的沖擊功為不小于34J，S、P含量小于等于0.04%，在正常情況下，這種鋼的碳當量為0.4%以下，焊接性良好，但在低溫、露天作業或者剛性大、大厚板情況下焊接時，容易出現冷裂紋，同時由于鋼中S、P雜質含量相對較高，低溫韌性較差，嚴重影響了大包回轉臺的使用壽命，由于大包回轉臺主要作用是承重，要求必須具備一定的抗層狀撕裂性能，而傳統的Q345B板不具備這一性能。同時，在制造過程中，傳統的手工電焊焊操作，不但耗費大量的人力、物力，工作效率極其低下，而且焊縫很容易出現夾渣、裂紋等致命的缺陷，帶來了巨大的損失。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，降低甚至消除冷裂紋的產生，保證大包回轉臺板材具備一定的低溫韌性，同時提高大包回轉臺的焊接效率，保證焊縫焊接質量，
降低生產成本。
[0004]為實現上述技術效果，本發明一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其技術方案如下:
第一步:板材的坡口加工，由于是厚板，坡口采用數控火焰切割機切割，再采取人工修磨，對于超過40mm厚的鋼板，為防止產生焊接變形，采取不對稱X型坡口，矯正一側已產生的微量焊接變形；為防止切割過程中產生新的熱裂紋，采取超聲波或磁粉探傷對坡口邊緣50-100mm范圍內的母材進行檢測,確認無裂紋為合格；
第二步:焊件的組裝，焊件在組裝時，不可強力裝配，盡量保持自然狀態；
第三步:焊前預熱，預熱方式采取火焰加熱，同時用測溫槍進行測量，確保預熱溫度達到規定的要求，一方面可以降低焊接接頭的變形及焊接溫差應力，另一方面使焊接及熱影響區的硬度和脆性降低，從而減小鋼材的淬硬傾向；
第四步:焊接設備及材料選擇，焊接時采取手工電弧焊打底，C02氣體保護焊填充蓋面的焊接方法，C02氣體保護焊焊接設備選用平硬特性直流電源，極性采用直流反接，焊絲選用H08Mn2SiA，直徑Φ 1.6，焊絲使用前去油去銹，焊絲的伸出長度為焊絲直徑的10倍，C02氣體使用前進行去水處理，防止焊接過程中混入水蒸氣，C02氣體的流量取15-25L/min，C02氣體的純度應大于99.5%，當壓力降至0.98MPa時，禁止使用；
第五步:大包回轉臺板材的焊接，先焊坡口較大的一側，待焊縫厚度達三分之一時，再焊坡口較小的一側焊縫直至全部焊完，用以抵消另一側焊縫產生的焊接變形，再將坡口較大一側剩余三分之二厚度的焊縫全部焊完；
第六步:焊后處理，每道焊縫焊完后應立即進行消除應力的退火處理，升溫速度按(500C /h，采用< 50°C /h的速度緩冷；
第七步:無損檢測，所有焊縫在焊接完成24小時后進行100%超聲波檢測。
[0005]所述煉鋼大包回轉臺材質采用Q34OT+Z35鋼，由于S、P含量較少，所以在焊接過程產生熱裂紋的傾向小，同時低溫韌性好。
[0006]為避免粗晶區將因晶粒長大或出現魏氏組織等而降低韌性，焊接過程中，采取等速送絲方式，電流I=330-350A，電壓U=33-35V，焊接速度控制在25_40cm/min以內，焊接線能量≤20 kj/cm。
[0007]為消除氫致殘余應力的影響，當焊縫焊完后，立即后熱處理，對焊件加熱到不低于300°C并保溫2小時，當加熱到大于350°C時，效果最佳，可將擴散氫全部去除。
[0008]為進一步保證焊接質量，在焊接過程中，控制焊接環境風速小于2.0m/s。
[0009]本發明所提出的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，可確保鋼大包回轉臺板材焊接一次成功，降低甚至消除了冷裂紋的產生，保證了大包回轉臺一定的低溫韌性，同時提高了大包回轉臺的焊接效率，保證了焊縫焊接質量，降低了生產成本。
【具體實施方式】
[0010]一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其技術方案如下:
第一步:板材的坡口加工，由于是厚板，坡口采用數控火焰切割機切割，再采取人工修磨，對于超過40mm厚的鋼板，為防止產生焊接變形，采取不對稱X型坡口，矯正一側已產生的微量焊接變形；為防止切割過程中產生新的熱裂紋，采取超聲波或磁粉探傷對坡口邊緣50-100mm范圍內的母材進行檢測,確認無裂紋為合格；
第二步:焊件的組裝，焊件在組裝時，不可強力裝配，盡量保持自然狀態；
第三步:焊前預熱，預熱方式采取火焰加熱，同時用測溫槍進行測量，確保預熱溫度達到規定的要求，一方面可以降低焊接接頭的變形及焊接溫差應力，另一方面使焊接及熱影響區的硬度和脆性降低，從而減小鋼材的淬硬傾向；
第四步:焊接設備及材料選擇，焊接時采取手工電弧焊打底，C02氣體保護焊填充蓋面的焊接方法，C02氣體保護焊焊接設備選用平硬特性直流電源，極性采用直流反接，焊絲選用H08Mn2SiA，直徑Φ 1.6，焊絲使用前去油去銹，焊絲的伸出長度為焊絲直徑的10倍，C02氣體使用前進行去水處理，防止焊接過程中混入水蒸氣，C02氣體的流量取15-25L/min，C02氣體的純度應大于99.5%，當壓力降至0.98MPa時，禁止使用；
第五步:大包回轉臺板材的焊接，先焊坡口較大的一側，待焊縫厚度達三分之一時，再焊坡口較小的一側焊縫直至全部焊完，用以抵消另一側焊縫產生的焊接變形，再將坡口較大一側剩余三分之二厚度的焊縫全部焊完；
第六步:焊后處理，每道焊縫焊完后應立即進行消除應力的退火處理，升溫速度按(500C /h，采用< 50°C /h的速度緩冷；第七步:無損檢測，所有焊縫在焊接完成24小時后進行100%超聲波檢測。
[0011]所述煉鋼大包回轉臺材質采用Q34OT+Z35鋼，由于S、P含量較少，所以在焊接過程產生熱裂紋的傾向小，同時低溫韌性好；Q34OT+Z35化學成分和機械性能參數如下C ≤0.18 Si ^ 0.50 Mn ^ 1.70 P ≤ 0.03 S ≤ 0.025 Nb ( 0.07 Ni ≤ 0.5Cu ^ 0.3 Cr ^ 0.3 Mo ^ 0.1 V ≤ 0.15 屈服強度 σ s ≤ 345MPa，抗拉強度σ b=450-630 MPa，伸長率δ≥21%，_20°C的沖擊功≥34J ;Q34OT+Z35碳當量計算Ce=C +Mn/6 + ( Ni+ Cu) /15 + (Cr+ Mo+V) /5 (%) =0.46%。
[0012]Q345D+Z35鋼由于S、P含量較少，所以在焊接過程產生熱裂紋的傾向不大，同時低溫韌性較好，由于這種鋼的碳當量為0.46%，有一定的淬硬傾向，正常情況下，焊接性優良。但在剛性大，中厚板、冷卻速度快的情況下，溶解在焊縫中的氫來不及擴散，最終保留在焊縫中，當焊縫受外力作用時，這些氫會慢慢釋放出來，形成氫致延遲裂紋，尤其在厚板焊接時，這種冷裂傾向更為明顯，因為板越厚，焊后的冷卻速度就越快，所以這類鋼種在焊接時，必須采取嚴格的工藝措施。另一方面，這種鋼當加熱到1200°C以上時，在熱影響區的過熱區可能產生粗晶區脆化，使韌性明顯降低。這是由于熱軋鋼焊接時，采用過大的焊接線能量，粗晶區將因晶粒長大或出現魏氏組織等而降低韌性，為避免粗晶區將因晶粒長大或出現魏氏組織等而降低韌性，焊接過程中，采取等速送絲方式，電流I=330-350A，電壓U=33-35V，焊接速度控制在25-40cm/min以內，焊接線能量< 20 kj/cm。
[0013]為消除氫致殘余應力的影響，當焊縫焊完后，立即后熱處理，對焊件加熱到不低于300°C并保溫2小時，當加熱到大于350°C時，效果最佳，可將擴散氫全部去除。
[0014]為進一步保證焊接質量，在焊接過程中，控制焊接環境風速小于2.0m/s。
[0015]本發明所提出的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，可確保鋼大包回轉臺板材焊接一次成功，降低甚至消除了冷裂紋的產生，保證了大包回轉臺一定的低溫韌性，同時提高了大包回轉臺的焊接效率，保證了焊縫焊接質量，降低了生產成本。
【權利要求】
1.一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其技術方案如下: 第一步:板材的坡口加工，由于是厚板，坡口采用數控火焰切割機切割，再采取人工修磨，對于超過40mm厚的鋼板，為防止產生焊接變形，采取不對稱X型坡口，矯正一側已產生的微量焊接變形；為防止切割過程中產生新的熱裂紋，采取超聲波或磁粉探傷對坡口邊緣50-100mm范圍內的母材進行檢測,確認無裂紋為合格； 第二步:焊件的組裝，焊件在組裝時，不可強力裝配，盡量保持自然狀態； 第三步:焊前預熱，預熱方式采取火焰加熱，同時用測溫槍進行測量，確保預熱溫度達到規定的要求，一方面可以降低焊接接頭的變形及焊接溫差應力，另一方面使焊接及熱影響區的硬度和脆性降低，從而減小鋼材的淬硬傾向； 第四步:焊接設備及材料選擇，焊接時采取手工電弧焊打底，C02氣體保護焊填充蓋面的焊接方法，C02氣體保護焊焊接設備選用平硬特性直流電源，極性采用直流反接，焊絲選用H08Mn2SiA，直徑Φ 1.6，焊絲使用前去油去銹，焊絲的伸出長度為焊絲直徑的10倍，C02氣體使用前進行去水處理，防止焊接過程中混入水蒸氣，C02氣體的流量取15-25L/min，C02氣體的純度應大于99.5%，當壓力降至0.98MPa時，禁止使用； 第五步:大包回轉臺板材的焊接，先焊坡口較大的一側，待焊縫厚度達三分之一時，再焊坡口較小的一側焊縫直至全部焊完，用以抵消另一側焊縫產生的焊接變形，再將坡口較大一側剩余三分之二厚度的焊縫全部焊完； 第六步:焊后處理，每道焊縫焊完后應立即進行消除應力的退火處理，升溫速度按(500C /h，采用< 50°C /h的速度緩冷； 第七步:無損檢測，所有焊縫在焊接完成24小時后進行100%超聲波檢測。
2.根據權利要求1所述的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其特征在于煉鋼大包回轉臺材質采用Q34OT+Z35鋼。
3.根據權利要求1所述的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其特征在于焊接過程中，采取等速送絲方式，電流I=330-350A，電壓U=33-35V，焊接速度控制在25_40cm/min以內，焊接線能量< 20 kj/cm。
4.根據權利要求1所述的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其特征在于當焊縫焊完后，立即后熱處理，對焊件加熱到不低于300°C并保溫2小時。
5.根據權利要求4所述的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其特征在于進行后熱處理時溫度為350°C。
6.根據權利要求1所述的一種煉鋼大包回轉臺板材的焊接方法，其特征在于在焊接過程中，控制焊接環境風速小于2.0m/s。
【文檔編號】B23K9/235GK103658937SQ201310640258
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】張汪林, 夏會明, 張宏亮, 張燁 申請人:馬鞍山馬鋼設備安裝工程有限公司, 馬鋼(集團)控股有限公司