專利名稱：馬氏體不銹鋼特大深孔的焊接修復(fù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種馬氏體不銹鋼特大深孔的焊接修復(fù)方法。
背景技術(shù)：
馬氏體不銹鋼中鉻的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般為12% 27%，其因加入Ni、Mo、 v、w等元素，使馬氏體不銹鋼具有耐腐蝕性能之外，還具有抗高溫氧化性能和較高的高溫強(qiáng)度，其在航空發(fā)動(dòng)機(jī)及電站設(shè)備的高溫高壓管道中得到廣泛應(yīng)用。低碳馬氏體不銹鋼在M 含量控制在4% 6%，加入少量的Mo、Ti等合金元素時(shí)，可得一類高強(qiáng)度馬氏體不銹鋼， 具有耐腐蝕性能的同時(shí)還有良好的抗磨損和汽蝕性能，因此在水輪機(jī)和大型水泵中應(yīng)用廣泛。而這些馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件及鋼板構(gòu)件的焊接過程中容易產(chǎn)生裂紋，鑄件內(nèi)部存在氣孔、夾渣、微裂等缺陷是引發(fā)焊接裂紋的主要原因。當(dāng)一些大型的鑄件、鍛件及鋼板構(gòu)件在生產(chǎn)加工過程中，由于處理不均勻、圖紙改版、加工操作失誤出現(xiàn)大孔或特大孔缺陷時(shí)， 由于在孔這樣狹小的空間內(nèi)進(jìn)行焊接操作是相當(dāng)困難的。且孔內(nèi)的圓形焊縫屬于圓形封閉焊縫，其拘束度已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，焊接應(yīng)力無處釋放，焊接過程中更容易產(chǎn)生裂紋。因此， 出現(xiàn)上述問題時(shí)經(jīng)常會(huì)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行報(bào)廢而重新鑄造，造成資源的浪費(fèi)和工期的延誤，會(huì)給企業(yè)帶來相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，節(jié)省重新生產(chǎn)大件的能源、降低成本、減少生產(chǎn)周期、避免延誤工期的馬氏體不銹鋼特大深孔的焊接修復(fù)方法。本發(fā)明的技術(shù)方案為按以下步驟進(jìn)行一、將鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件的孔按3 5mm擴(kuò)孔；二、對(duì)經(jīng)過步驟一處理過的孔內(nèi)表面進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，檢測(cè)缺陷是否全部被清除干凈，如果孔內(nèi)缺陷沒有清除干凈，按每次直徑擴(kuò)大2 8mm繼續(xù)進(jìn)行清除缺陷，直至通過液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查確認(rèn)缺陷完全清除干凈，清除干凈的標(biāo)準(zhǔn)是美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)第VIII卷附錄8 ；三、測(cè)量步驟二探傷合格的孔的直徑并做記錄；四、根據(jù)孔的大小準(zhǔn)備堵孔填充塊，其形狀為去尖的雙錐體，鈍邊厚度1 3mm，中間最大直徑根據(jù)經(jīng)過步驟三處理的孔的直徑確定，其與孔內(nèi)表面的間隙2mm，光潔度12. 5或6. 3，填充金屬塊的材質(zhì)與母材成分盡量接近；五、將帶經(jīng)過步驟三處理過孔的馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件安放到可以從下方方便焊接的位置，清除孔內(nèi)表面、孔附近50 IOOmm范圍內(nèi)及步驟四準(zhǔn)備好的相應(yīng)的填充塊油污、水、雜物等；六、采用臨時(shí)限位工具將步驟五處理的填充塊放到步驟五處理的孔中間位置，在填充塊最大直徑的圓周上選擇四個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，將填充塊固定在孔內(nèi)； 七、將步驟六固定在孔內(nèi)的填充塊焊接到其要堵的對(duì)應(yīng)的孔上，填充塊的焊接方法采用熔化極氣體保護(hù)焊，采用HSOOCr 18M14Mo2進(jìn)行兩層打底焊，其余焊縫用HS367M ；焊接前將焊接區(qū)域及附近局部預(yù)熱80 120°C，層間溫度120 150°C，焊道寬度10 15mm ；焊接規(guī)范為焊絲規(guī)格Φ 1. 2mm,電流180 200A，電壓20 23V，焊接速度150 430mm/min ；焊接要求為焊接時(shí)，每個(gè)小環(huán)縫沿圓周分四段對(duì)稱施焊，焊接過程中除第一層和最后一層不錘擊外，其余各層需進(jìn)行充分的錘擊，以降低焊縫的殘余應(yīng)力，焊接過程中要注意，層間清理要徹底，以減少出現(xiàn)夾渣等缺陷，焊接過程中要嚴(yán)格控制層間溫度不超過150°C ；將填充塊一面的坡口焊滿，在另一面對(duì)焊縫背面清根；焊縫清根采用機(jī)械加工或打磨的方法進(jìn)行； 在焊滿填充塊坡口后，將工件降至室溫。對(duì)焊縫進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，確認(rèn)無線性缺陷后，重新對(duì)工件預(yù)熱；八、對(duì)經(jīng)過步驟七填充塊堵過的孔的剩余部分進(jìn)行堆焊，孔的堆焊的焊接方法采用熔化極氣體保護(hù)焊；焊接前，將焊接區(qū)域及附近局部預(yù)熱100 150°C，層間溫度150 170°C ；焊接規(guī)范為焊絲規(guī)格Φ 1. 2mm,電流220 ^OA,電壓M-32V，焊接速度150 450mm/min，保護(hù)氣體為95% Ar+5% CO2，保護(hù)氣體流量為18L/min焊道寬度為 16 20mm，焊道厚度< 6mm ；焊接過程中除第一層和最后一層不錘擊外，其余各層需進(jìn)行充分的錘擊；焊接過程中要徹底清理層間，上、下層焊縫的起弧、收弧處要盡量錯(cuò)開；每焊完 30mm厚的焊縫，將工件翻轉(zhuǎn)180°，交替對(duì)稱將兩面的焊縫焊完；焊接工作完成后，焊縫處及附近表面覆蓋保溫材料，使工件緩慢降至室溫；九、在48小時(shí)后對(duì)經(jīng)過焊接填充塊修補(bǔ)的孔的外表面進(jìn)行打磨，進(jìn)行超聲檢驗(yàn)、液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查合格后，對(duì)經(jīng)過焊接修補(bǔ)的孔部位進(jìn)行退火處理，退火工藝按原鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件的焊接退火工藝執(zhí)行；十、對(duì)步驟九處理過的修補(bǔ)部位進(jìn)行超聲檢驗(yàn)、液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，檢查合格，大孔或特大孔缺陷焊接修復(fù)完成。本發(fā)明產(chǎn)生的技術(shù)效果如果馬氏體不銹鋼大件出現(xiàn)特大孔時(shí)，如果修補(bǔ)不成功， 大件將會(huì)被報(bào)廢，這樣就需要對(duì)其進(jìn)行重新生產(chǎn)加工，而該焊接工藝方法的實(shí)施完成大件的特大孔修復(fù)，可在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，節(jié)省重新生產(chǎn)大件的能源、降低成本、減少生產(chǎn)周期、避免延誤工期等。


圖1為具體實(shí)施方式
中馬氏體不銹鋼鑄件孔的修補(bǔ)結(jié)構(gòu)圖。圖2為具體實(shí)施方式
中填充塊的結(jié)構(gòu)圖，
具體實(shí)施例方式一、將鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件的孔按3 5mm擴(kuò)孔，如圖1所示；二、對(duì)經(jīng)過步驟一處理過的孔內(nèi)表面進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，檢測(cè)缺陷是否全部被清除干凈，如果孔內(nèi)缺陷沒有清除干凈，按每次直徑擴(kuò)大2 8mm繼續(xù)進(jìn)行清除缺陷，直至通過液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查確認(rèn)缺陷完全清除干凈，清除干凈的標(biāo)準(zhǔn)是美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)第VIII卷附錄8;三、測(cè)量步驟二探傷合格的孔的直徑并做記錄；四、根據(jù)孔的大小準(zhǔn)備堵孔填充塊1，其形狀為去尖的雙錐體，如圖1中堵孔填充塊1和圖2所示，鈍邊厚度1 3mm，中間最大直徑根據(jù)經(jīng)過步驟三處理的孔的直徑確定，其與孔內(nèi)表面的間隙2mm，光潔度12. 5或6. 3，填充金屬塊的材質(zhì)與母材馬氏體不銹鋼1成分盡量接近；五、將帶經(jīng)過步驟三處理過孔的馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件安放到可以從下方方便焊接的位置，清除孔內(nèi)表面、孔附近50 IOOmm范圍內(nèi)及步驟四準(zhǔn)備好的相應(yīng)的填充塊油污、水、雜物等；六、采用臨時(shí)限位工具將步驟五處理的填充塊放到步驟五處理的孔中間位置，在填充塊最大直徑的圓周上選擇四個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，將填充塊固定在孔內(nèi)；七、將步驟六固定在孔內(nèi)的填充塊焊接到其要堵的對(duì)應(yīng)的孔上，如圖1所示，填充塊的焊接方法采用熔化極氣體保護(hù)焊，采用HSOOCr 18M14Mo2進(jìn)行兩層打底焊接區(qū)域3，厚度為8 12mm ；其余焊縫用HS367M焊材4。焊接前將焊接區(qū)域及附近局部預(yù)熱80 120°C，層間溫度120 150°C，焊道寬度10 15mm ；焊接規(guī)范為焊絲規(guī)格Φ1. 2mm,電流180 200A，電壓20 23V，焊接速度150 430mm/min ；焊接要求為焊接時(shí)，每個(gè)小環(huán)縫沿圓周分四段對(duì)稱施焊，焊接過程中除第一層和最后一層不錘擊外，其余各層需進(jìn)行充分的錘擊，以降低焊縫的殘余應(yīng)力，焊接過程中要注意，層間清理要徹底，以減少出現(xiàn)夾渣等缺陷，焊接過程中要嚴(yán)格控制層間溫度不超過150°C ；將填充塊一面的坡口焊滿，在另一面對(duì)焊縫背面清根；焊縫清根采用機(jī)械加工或打磨的方法進(jìn)行；在焊滿填充塊坡口后，將工件降至室溫。 對(duì)焊縫進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，確認(rèn)無線性缺陷后，重新對(duì)工件預(yù)熱；八、對(duì)經(jīng)過步驟七填充塊堵過的孔的剩余部分進(jìn)行堆焊，如圖1中HS367M焊材4 所示，孔的堆焊的焊接方法采用熔化極氣體保護(hù)焊；焊接前，將焊接區(qū)域及附近局部預(yù)熱 100 150°C，層間溫度150 170°C ；焊接規(guī)范為焊絲規(guī)格Φ1. 2mm,電流220 ^OA,電壓M-32V，焊接速度150 450mm/min，保護(hù)氣體為95% Ar+5% CO2，保護(hù)氣體流量為18L/ min焊道寬度為16 20mm，焊道厚度< 6mm ；焊接過程中除第一層和最后一層不錘擊外，其余各層需進(jìn)行充分的錘擊；焊接過程中要徹底清理層間，上、下層焊縫的起弧、收弧處要盡量錯(cuò)開；每焊完30mm厚的焊縫，將工件翻轉(zhuǎn)180°，交替對(duì)稱將兩面的焊縫焊完；焊接工作完成后，焊縫處及附近表面覆蓋保溫材料，使工件緩慢降至室溫；九、在48小時(shí)后對(duì)經(jīng)過焊接填充塊修補(bǔ)的孔的外表面進(jìn)行打磨，進(jìn)行超聲檢驗(yàn)、 液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查合格后，對(duì)經(jīng)過焊接修補(bǔ)的孔部位進(jìn)行退火處理，退火工藝按原鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件的焊接退火工藝執(zhí)行；十、對(duì)步驟九處理過的修補(bǔ)部位進(jìn)行超聲檢驗(yàn)、液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，檢查合格，大孔或特大孔缺陷焊接修復(fù)完成。
權(quán)利要求
1. 一種馬氏體不銹鋼特大深孔的焊接修復(fù)方法法，其特種是按以下步驟進(jìn)行一、將鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件的孔按3 5mm擴(kuò)孔；二、對(duì)經(jīng)過步驟一處理過的孔內(nèi)表面進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，檢測(cè)缺陷是否全部被清除干凈，如果孔內(nèi)缺陷沒有清除干凈，按每次直徑擴(kuò)大2 8mm繼續(xù)進(jìn)行清除缺陷，直至通過液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查確認(rèn)缺陷完全清除干凈，清除干凈的標(biāo)準(zhǔn)是美國機(jī)械工程師協(xié)會(huì)第VIII卷附錄8 ；三、測(cè)量步驟二探傷合格的孔的直徑并做記錄；四、根據(jù)孔的大小準(zhǔn)備堵孔填充塊，其形狀為去尖的雙錐體，鈍邊厚度 1 3mm，中間最大直徑根據(jù)經(jīng)過步驟三處理的孔的直徑確定，其與孔內(nèi)表面的間隙2mm， 光潔度12. 5或6. 3，填充金屬塊的材質(zhì)與母材成分盡量接近；五、將帶經(jīng)過步驟三處理過孔的馬氏體不銹鋼鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件安放到可以從下方方便焊接的位置，清除孔內(nèi)表面、孔附近50 IOOmm范圍內(nèi)及步驟四準(zhǔn)備好的相應(yīng)的填充塊油污、水、雜物等；六、采用臨時(shí)限位工具將步驟五處理的填充塊放到步驟五處理的孔中間位置，在填充塊最大直徑的圓周上選擇四個(gè)對(duì)稱點(diǎn)，將填充塊固定在孔內(nèi)；七、將步驟六固定在孔內(nèi)的填充塊焊接到其要堵的對(duì)應(yīng)的孔上，填充塊的焊接方法采用熔化極氣體保護(hù)焊，采用HSOOCr 18M14Mo2進(jìn)行兩層打底焊，其余焊縫用HS367M ；焊接前將焊接區(qū)域及附近局部預(yù)熱80 120°C，層間溫度120 150°C，焊道寬度10 15_ ；焊接規(guī)范為焊絲規(guī)格Φ 1. 2mm,電流180 200A， 電壓20 23V，焊接速度150 430mm/min ；焊接要求為焊接時(shí)，每個(gè)小環(huán)縫沿圓周分四段對(duì)稱施焊，焊接過程中除第一層和最后一層不錘擊外，其余各層需進(jìn)行充分的錘擊，以降低焊縫的殘余應(yīng)力，焊接過程中要注意，層間清理要徹底，以減少出現(xiàn)夾渣等缺陷，焊接過程中要嚴(yán)格控制層間溫度不超過150°C ；將填充塊一面的坡口焊滿，在另一面對(duì)焊縫背面清根；焊縫清根采用機(jī)械加工或打磨的方法進(jìn)行；在焊滿填充塊坡口后，將工件降至室溫。對(duì)焊縫進(jìn)行液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，確認(rèn)無線性缺陷后，重新對(duì)工件預(yù)熱；八、對(duì)經(jīng)過步驟七填充塊堵過的孔的剩余部分進(jìn)行堆焊，孔的堆焊的焊接方法采用熔化極氣體保護(hù)焊；焊接前，將焊接區(qū)域及附近局部預(yù)熱100 150°C，層間溫度150 170°C ；焊接規(guī)范為焊絲規(guī)格Φ1. 2mm,電流220 ^OA,電壓M-32V，焊接速度150 450mm/min，保護(hù)氣體為95% Ar+5% CO2，保護(hù)氣體流量為18L/min焊道寬度為16 20mm，焊道厚度彡6mm ；焊接過程中除第一層和最后一層不錘擊外，其余各層需進(jìn)行充分的錘擊；焊接過程中要徹底清理層間， 上、下層焊縫的起弧、收弧處要盡量錯(cuò)開；每焊完30mm厚的焊縫，將工件翻轉(zhuǎn)180°，交替對(duì)稱將兩面的焊縫焊完；焊接工作完成后，焊縫處及附近表面覆蓋保溫材料，使工件緩慢降至室溫；九、在48小時(shí)后對(duì)經(jīng)過焊接填充塊修補(bǔ)的孔的外表面進(jìn)行打磨，進(jìn)行超聲檢驗(yàn)、液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查合格后，對(duì)經(jīng)過焊接修補(bǔ)的孔部位進(jìn)行退火處理，退火工藝按原鑄件、鍛件或鋼板構(gòu)件的焊接退火工藝執(zhí)行；十、對(duì)步驟九處理過的修補(bǔ)部位進(jìn)行超聲檢驗(yàn)、液體滲透檢驗(yàn)探傷檢查，檢查合格，大孔或特大孔缺陷焊接修復(fù)完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種馬氏體不銹鋼特大深孔的焊接修復(fù)方法，由于馬氏體不銹鋼焊接時(shí)容易產(chǎn)生冷裂紋，在馬氏體出現(xiàn)大的深孔時(shí)，很難采用焊接的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)其修復(fù)。本發(fā)明采用具有三相組織的不銹鋼焊接材料，根據(jù)特殊堵孔結(jié)構(gòu)發(fā)明出采用焊接工藝方法解決不同馬氏體形材特大深孔的修復(fù)問題，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，可大大降低成本及減少生產(chǎn)周期。
文檔編號(hào)B23P6/00GK102500993SQ20111037030
公開日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月21日
發(fā)明者王國強(qiáng) 申請(qǐng)人:哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司