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一种双相不锈 钢的焊接方法

阅读：835发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种双相不锈钢的焊接方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明实施例提供的一种双相不锈钢的焊接方法，包括：将待焊接的第一钢板的焊接端端面加工，在所述第一钢板的正面和反面均形成坡口面；将待焊接的第二钢板的焊接端端面加工，在所述第二钢板的正面和反面均形成坡口面；将所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端进行固定形成试板，所述试板的连接处为焊接坡口；所述试板的正面和反面的焊接坡口的开口角度均为55°-65°；采用气体保护焊机分别对试板正面和反面的焊接坡口进行焊接。本发明的焊接方法提高了焊接效率和焊接质量。，下面是一种双相不锈钢的焊接方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种双相不锈钢的焊接方法，其特征在于，包括：
将待焊接的第一钢板的焊接端端面加工，在所述第一钢板的正面和反面均形成坡口面；
将待焊接的第二钢板的焊接端端面加工，在所述第二钢板的正面和反面均形成坡口面；
将所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端进行固定形成试板，所述试板的连接处为焊接坡口；所述试板的正面和反面的焊接坡口的开口角度均为55°-65°；
采用气体保护焊机分别对所述试板的正面和反面的焊接坡口进行焊接。
2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述试板的正面和反面的焊接坡口的开口角度均为60°±1°。
3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端之间的最小间隙为1-2mm。
4.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述试板正面的焊接坡口的厚度大于所述试板反面的焊接坡口的厚度；其中，所述试板正面的焊接坡口的厚度为所述焊接坡口中的最小间隙位置到所述试板正面的焊接坡口的最大间隙位置的垂直距离，所述试板反面的焊接坡口的厚度为所述焊接坡口中的最小间隙位置到所述试板反面的焊接坡口的最大间隙位置的垂直距离。
5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端的厚度均为18-22mm。
6.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，所述试板正面的焊接坡口完成焊接后形成的焊缝宽度为20-22mm。
7.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，所述试板反面的焊接坡口完成焊接后形成的焊缝宽度为16-18mm。
8.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，所述采用气体保护焊机分别对所述试板的正面和反面的焊接坡口进行焊接，包括：
在所述试板的正面的焊接坡口焊接4层6道；
完成所述焊接坡口的正面焊接后，在所述焊接坡口的反面进行清根处理；
在所述试板的反面的焊接坡口的反面焊接3层3道。
9.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，所述双相不锈钢为022Cr22Ni5Mo3N钢，焊接时的焊丝为φ1.2mm气体保护药芯焊丝GFS-2209，焊接电流140A～180A，电弧电压
28V～31V。
10.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述采用气体保护焊机分别对所述试板的正面和反面的焊接坡口进行焊接之后，包括：
在所述焊接坡口焊接完成24小时之后检查焊缝外观是否合格；
若是，则对所述焊接坡口处形成的焊接接头进行无损检测；
若否，则采用砂轮打磨焊缝外观缺陷。

说明书全文

一种双相不锈钢的焊接方法

技术领域

[0001] 本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种双相不锈钢的焊接方法。

背景技术

[0002] 022Cr22Ni5Mo3N钢(S22253)是我国石油化工行业用双相不锈钢。化学成分应符合表1规定，力学性能应符合表2规定。

[0003] 表1 022Cr22Ni5Mo3N钢化学成分

[0004]

[0005] 表2 022Cr22Ni5Mo3N钢力学性能

[0006]

[0007] 采用实芯焊丝MIG焊(melt inert-gas welding，熔化极惰性气体保护焊)时，022Cr22Ni5Mo3N(S22253)钢的焊缝成型难以达到要求。因此，目前多采用手工电弧焊，但是手工电弧焊焊接时的焊接效率低，并且焊接质量参差不齐，难以达到相关的指标要求。

发明内容

[0008] 有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种双相不锈钢的焊接方法，提高了焊接效率与焊接质量。

[0009] 本申请通过一实施例提供如下技术方案：

[0010] 一种双相不锈钢的焊接方法，包括：

[0011] 将待焊接的第一钢板的焊接端端面加工，在所述第一钢板的正面和反面均形成坡口面；

[0012] 将待焊接的第二钢板的焊接端端面加工，在所述第二钢板的正面和反面均形成坡口面；

[0013] 将所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端进行固定形成试板，所述试板的连接处为焊接坡口；所述试板的正面和反面的焊接坡口的开口角度均为55°-65°；

[0014] 采用气体保护焊机分别对所述试板的正面和反面的焊接坡口进行焊接。

[0015] 优选地，所述试板的正面和反面的焊接坡口的开口角度均为60°±1°。

[0016] 优选地，所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端之间的最小间隙为1-2mm。

[0017] 优选地，所述试板正面的焊接坡口的厚度大于所述试板反面的焊接坡口的厚度；其中，所述试板正面的焊接坡口的厚度为所述焊接坡口中的最小间隙位置到所述试板正面的焊接坡口的最大间隙位置的垂直距离，所述试板反面的焊接坡口的厚度为所述焊接坡口中的最小间隙位置到所述试板反面的焊接坡口的最大间隙位置的垂直距离。

[0018] 优选地，所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端的厚度均为18-22mm。

[0019] 优选地，所述试板正面的焊接坡口完成焊接后形成的焊缝宽度为20-22mm。

[0020] 优选地，所述试板反面的焊接坡口完成焊接后形成的焊缝宽度为16-18mm。

[0021] 优选地，所述采用气体保护焊机分别对所述试板的正面和反面的焊接坡口进行焊接，包括：

[0022] 在所述试板的正面的焊接坡口焊接4层6道；

[0023] 完成所述焊接坡口的正面焊接后，在所述焊接坡口的反面进行清根处理；

[0024] 在所述试板的反面的焊接坡口的反面焊接3层3道。

[0025] 优选地，所述双相不锈钢为022Cr22Ni5Mo3N钢，焊接时的焊丝为φ1.2mm气体保护药芯焊丝GFS-2209，焊接电流140A～180A，电弧电压28V～31V。

[0026] 优选地，所述采用气体保护焊机分别对所述试板的正面和反面的焊接坡口进行焊接之后，包括：

[0027] 在所述焊接坡口焊接完成24小时之后检查焊缝外观是否合格；

[0028] 若是，则对所述焊接坡口处形成的焊接接头进行无损检测；

[0029] 若否，则采用砂轮打磨焊缝外观缺陷。

[0030] 本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

[0031] 本实施例中提供的一种双相不锈钢的焊接方法，包括：将待焊接的第一钢板的焊接端端面加工，在第一钢板的正面和反面均形成坡口面；将待焊接的第二钢板的焊接端端面加工，在第二钢板的正面和反面均形成坡口面；将所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端进行固定形成试板，所述试板的连接处为焊接坡口；焊接坡口的正面和反面的开口角度均为55°-65°；采用气体保护焊机分别对焊接坡口的正面和反面进行焊接。在待焊接的双相不锈钢的两个接头上加工修成的坡口面可构成X型焊接坡口，并且焊接坡口的角度维持为55°-65°，这样可以使得在焊接时电弧可达到焊接坡口的根部，避免产生未融合或未焊透的质量问题；同时，还避免了焊接坡口的焊缝过宽，可减少焊接的层数与道数，避免焊接变形。

[0032] 为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

[0033] 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地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

[0034] 图1是本发明较佳实施例提供的一种双相不锈钢的焊接方法的方法流程图；

[0035] 图2是本发明较佳实施例中第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端形成坡口面后的结构示意图；

[0036] 图3是本发明较佳实施例中对20mm厚的022Cr22Ni5Mo3N钢处理后的第一钢板和第二钢板的结构示意图；

[0037] 图4是本发明较佳实施例中对20mm厚的022Cr22Ni5Mo3N钢完成焊接后的结构示意图。

具体实施方式

[0038] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

[0039] 因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0040] 应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

[0041] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“正”、“反”、“竖直”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

[0042] 请参阅图1，图1示出了本发明提供的一种双相不锈钢的焊接方法的方法流程图，包括：

[0043] 步骤S10：将待焊接的第一钢板的焊接端端面加工，在所述第一钢板的正面和反面均形成坡口面；

[0044] 步骤S20：将待焊接的第二钢板的焊接端端面加工，在所述第二钢板的正面和反面均形成坡口面；

[0045] 步骤S30：将所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端进行固定形成试板，所述试板的连接处为焊接坡口；所述试板的正面和反面的焊接坡口的开口角度均为55°-65°；

[0046] 步骤S40：采用气体保护焊机分别对所述焊接坡口的正面和反面进行焊接。

[0047] 本实施例中由于在待焊接的双相不锈钢的两个接头上加工修成的坡口面可构成X型焊接坡口，并且焊接坡口的角度维持为55°-65°，这样可以使得在焊接时电弧可达到焊接坡口的根部，避免产生未融合或未焊透的质量问题；同时，可减少焊接的层数与道数，避免焊接变形。

[0048] 步骤S10：将待焊接的第一钢板的焊接端端面加工，在所述第一钢板的正面和反面均形成坡口面。

[0049] 步骤S20：将待焊接的第二钢板的焊接端端面加工，在所述第二钢板的正面和反面均形成坡口面。

[0050] 需要说明的是，步骤S10和步骤S20的执行先后顺序不做限制。

[0051] 在步骤S10和步骤S20中，第一钢板和第二钢板的焊接端端面加工处理成坡口面后，需要对形成的坡口面进行清理，清理第一钢板以及第二钢板正面以及反面的坡口面上的油污、水分及其他杂物，同时坡口边缘附近也应当一并进行清理，避免在焊接时产生气孔或熔入杂质，影响焊接质量。

[0052] 步骤S30：将所述第一钢板和所述第二钢板相互靠近对接，形成焊接坡口；所述试板的正面和反面的焊接坡口的开口角度均为55°-65°。

[0053] 在步骤S30中，一优选的实施方式中，第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端相互靠近对接后应当大致形成对称，形成的焊接坡口为X型坡口。请参阅图2，在图2中示出了第一钢板21、第二钢板22、坡口面11以及焊接坡口的根部12。

[0054] 进一步的，焊接坡口的正面和反面的开口角度可均为60°(可允许一定的误差，例如开口角度为60°±1°)。60°的开口角度可保证焊枪在装上套筒之后，电弧能够到达焊接坡口的根部(第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端间隙最小的位置)，同时不至于焊缝过宽。焊缝过宽会导致焊接效率严重降低，同时容易在焊接过程中使焊接的接头产生变形。

[0055] 第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端之间的最小间隙需要维持在1-2mm，便于在焊接坡口的反面进行清根处理，同时避免焊缝过宽。

[0056] 进一步的，在步骤S10-S20中对第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端加工坡口面的时候，可使步骤S30中形成的试板正面的焊接坡口的厚度大于试板反面的焊接坡口的厚度，试板正面的焊接坡口的厚度为焊接坡口中的最小间隙位置到试板正面的焊接坡口的最大间隙位置的垂直距离，试板反面的焊接坡口的厚度为焊接坡口中的最小间隙位置到试板反面的焊接坡口的最大间隙位置的垂直距离。这样可使得在进行清根处理后或采用砂轮在反面打磨后不至于导致正面焊接层过薄；优选地，焊接坡口的正面厚度为焊接坡口的反面厚度的1.5-2倍。

[0057] 步骤S40：采用气体保护焊机分别对所述焊接坡口的正面和反面进行焊接。

[0058] 在步骤S40中，具体实施时包括：首先对焊接坡口的正面进行焊接；然后在反面进行清根处理后，对焊接坡口的反面进行焊接。

[0059] 在本实施例中，第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端的厚度均为18-22mm，这样可以避免60°的焊接坡口的开口最大位置不至于过宽，优选地，可为厚度为20mm。当第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端的厚度均为18-22mm时，可进行如下步骤的焊接：

[0060] 步骤S41：在所述焊接坡口的正面进行焊接4层6道；

[0061] 在步骤S41中，在焊接前两层时可焊接一道；焊接后两层时，每层可焊接两道，在试板正面的焊接坡口完成焊接后形成的焊缝宽度为20-22mm，以将焊接坡口的正面完全覆盖。

[0062] 步骤S42：完成所述焊接坡口的正面焊接后，在所述焊接坡口的反面进行清根处理；通过该步骤可避免在焊接坡口的根部出现未融合、未焊透以及产生气孔的问题。

[0063] 步骤S43：在所述焊接坡口的反面焊接3层3道；

[0064] 在步骤S43中，每层焊接一道，试板反面的焊接坡口完成焊接后形成的焊缝宽度为16-18mm，以将焊接坡口的反面完全覆盖。

[0065] 在焊接完成后，试板正面、反面的焊接坡口处形成的焊接余高为1-2mm，避免焊接后的余高过高，在材料使用时产生不利影响。其中，余高表示焊接完成后在焊接接头处形成相对于第一钢板的焊接端和第二钢板的焊接端的侧面更高的突出的高度。

[0066] 为了保证对焊接质量的验证，本实施例中在步骤S40之后还包括：

[0067] 步骤S51：在所述焊接坡口焊接完成24小时之后检查焊缝外观是否合格；

[0068] 步骤S52：若是，则对所述焊接坡口处形成的焊接接头进行无损检测；其中，无损检测主要为检测焊接的质量。例如，在焊缝中是否存在未焊透、未熔合以及有气孔等缺陷。若存在缺陷，则将已经焊接的接头打磨返修，重新进行步骤S10-S40或S30-S40。

[0069] 步骤S53：若否，则采用砂轮打磨焊缝外观缺陷；其中，可采用砂轮将以及焊接的部分进行部分打磨或完全打磨干净后重新焊接，直至外观合格。

[0070] 另外，在一具体的实施方式中，焊接的对象为双相不锈钢，其为022Cr22Ni5Mo3N钢。焊接时的焊丝为φ1.2mm气体保护药芯焊丝GFS-2209，焊接电流140A～180A，电弧电压28V～31V，通过上述方法焊接，其焊接合格率以及焊接效率具有显著的提高，其中为
022Cr22Ni5Mo3N钢尤其需要使用焊丝为φ1.2mm气体保护药芯焊丝GFS-2209进行焊接使用，达到最优的焊接效果。φ1.2mm气体保护药芯焊丝GFS-2209熔敷金属成分质量百分比为：C(碳)：≤0.04，Mn(锰)：0.5～2.0，Si(硅)：≤1.0，P(磷)：≤0.04，S(硫)：≤0.03，Ni(镍)：7.5～10.0，Mo(钼)：2.5～4.0，Cr(铬)：21.0～24.0，Cu(铜)：0.75，N(氮)：0.08～
0.20，余量为Fe(铁)。

[0071] 在本实施例中，再以一具体实例进行阐述和说明，如下：

[0072] 请参阅图3及图4，对20mm厚度的022Cr22Ni5Mo3N(S22253)钢钢板进行平对接药芯焊丝气体保护焊焊接时：

[0073] (1)将022Cr22Ni5Mo3N钢板的对焊部分加工坡口坡口面，坡口面相对于竖直方向的角度为30°，形成的焊接坡口的开口大小为60°，清理坡口两侧油污、水分及其他杂物。形成焊接坡口后，焊接坡口的正面厚度为13mm，反面厚度为7mm，如图3所示。

[0074] (2)使用气体保护焊机，采用φ1.2mm气体保护药芯焊丝GFS-2209及CO2气体保护，对022Cr22Ni5Mo3N钢板正面进行4层6道焊接(如图4中道1-道6，其中道3和道4形成一层，道5和道6形成一层)，焊接电流140A～180A，电弧电压28V～31V；正面焊缝宽度20～22mm，余高
1～2mm，如图4所示。

[0075] (3)022Cr22Ni5Mo3N钢板正面焊接完毕，背面用砂轮打磨掉未焊透的部分后，再进行3层3道焊接(如图4所示的道7-9)，焊接电流140A～180A，电弧电压28V～31V；反面焊缝宽度16～18mm，余高1～2mm。

[0076] (4)施焊完工24小时后，检查焊缝外观是否合格，是则进行步骤(5)；否则分析原因后，用砂轮打磨焊缝外观缺陷，进行返修，直至焊接合格，再进行步骤(5)。

[0077] (5)对022Cr22Ni5Mo3N钢板焊接接头进行无损检测，合格则交付后续处理；如有缺陷，需用砂轮打磨将缺陷彻底清除后，进行返修，转步骤(4)。

[0078] 最终，对焊接后的双相不锈钢进行性能检测，在焊接坡口处可满足下述表3的性能要求。

[0079] 表3 022Cr22Ni5Mo3N钢力学性能

[0080]

[0081] 综上所述，本实施例中提供的一种双相不锈钢的焊接方法，包括：将待焊接的第一钢板的焊接端端面加工，在第一钢板的正面和反面均形成坡口面；将待焊接的第二钢板的焊接端端面加工，在第二钢板的正面和反面均形成坡口面；将所述第一钢板的焊接端和所述第二钢板的焊接端进行固定形成试板，所述试板的连接处为焊接坡口；试板正面、反面的焊接坡口的开口角度均为55°-65°；采用气体保护焊机分别对试板正面、反面的焊接坡口进行焊接。在待焊接的双相不锈钢的两个接头上加工修成的坡口面可构成X型焊接坡口，并且焊接坡口的角度维持为55°-65°，这样可以使得在焊接时电弧可达到焊接坡口的根部，避免产生未融合或未焊透的质量问题；同时，还避免了焊接坡口的焊缝过宽，可减少焊接的层数与道数，避免焊接变形。

[0082] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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