[发明专利]一种不锈钢热轧卷板焊接方法

说明书

本发明公开了一种不锈钢热轧卷板焊接方法，属于不锈钢材料加工技术领域。该方法采用熔化极气体保护焊，直流反极性接法，单层单道对接焊工艺。焊接材料选择奥氏体不锈钢实芯焊丝。正面保护气体流量控制在25~40L/min。剪切横断面组对作为简易的I型坡口，背面采用铜衬垫强制成形，衬垫厚度20~40mm，宽度40~80mm，成形槽宽度4~6mm，深度1mm。应用此工艺，可实现全自动化焊接，配合低热输入焊接参数，可获得厚度3~7mm、具有良好塑韧性的不锈钢热轧卷板焊接接头，并可免除坡口加工、表面氧化皮清理、预热和焊后热处理等工作，提高了不锈钢热轧卷板的焊接质量和焊接效率。

技术领域

本发明属于不锈钢材料加工技术领域，涉及一种不锈钢热轧卷板焊接方法，具体涉及铁素体不锈钢、奥氏体不锈钢和/或双相不锈钢热轧卷板的焊接方法。

背景技术

不锈钢热轧卷板（hot rolled coil）因高温轧制，表面存在氧化皮（scale），在后续的冷轧过程会产生氧化皮压入表面缺陷，需将各卷头尾焊接以保证连续酸洗（pickling），从而去除氧化皮。热轧黑卷的加工通常先通过机械加工坡口，然后机械打磨去除坡口附近的氧化皮，以保证焊缝成型，同时避免焊缝区域产生夹杂缺陷。这些操作保证了焊接质量，但影响了生产效率。且该焊接过程采用背面惰性气体保护，防止焊接过程发生氧化，浪费资源。另外，间隙原子含量较高的铁素体不锈钢（C、N≥0.03wt%）通过电弧焊后热影响区存在马氏体相变和晶粒粗化，导致脆性，焊接接头断裂的风险较大，一般采用预热和焊后热处理的方法减轻脆性，这影响了连续酸洗工艺，当前主要依靠人工焊接筋板（stiffener）以加强焊缝，这增加了焊接作业时间和工人的劳动强度。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述已有技术的缺陷，提供一种可提高焊接质量、实现高效全自动化焊接的不锈钢热轧卷板焊接方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种不锈钢热轧卷板

焊接方法，该焊接方法中不锈钢热轧卷板为铁素体不锈钢热轧卷板、奥氏体不锈钢热轧卷板和双相不锈钢热轧卷板，焊接方法选用熔化极气体保护焊，直流反极性接法和单层单道对接焊工艺。通过直流反极性接法，可利用阴极破碎原理清除氧化皮，这为省略坡口附近区域氧化皮清理工序成为可能。具体焊接步骤包括：

（1）保护气体准备及流量调节：采用正面惰性气体保护，保护气体中活性气体含量不超过3%，保护气体流量控制在25~40L/min；

（2）焊接材料及其直径选择：焊接材料采用实芯奥氏体不锈钢焊丝，焊丝直径1.0~1.6mm；

（3）坡口准备：采用剪切横断面组对作为I型坡口，省略坡口加工工序；

（4）背部成形：采用铜垫板强制成形；

（5）组对间隙选择：组对间隙增大，所需填充焊丝（电流）也就相应增加。因此，组对间隙既要保证电弧穿透，又不能导致大的热输入。根据实验结果，合理的组对间隙由热轧卷板厚度决定。热轧卷板厚度取前后衔接材料厚度的平均值，则热轧卷板厚度3＜h≤4mm时，组对间隙取1.3~1.8mm；热轧卷板厚度4＜h≤5mm时，组对间隙取1.5~2.0mm；热轧卷板厚度5＜h≤6mm时，组对间隙取1.7~2.2mm；热轧卷板厚度6＜h≤7mm时，组对间隙取1.9~2.4mm；

（6）焊接参数选择并进行焊接：焊炬高度取19~24mm，焊接电压取24~27V；热轧卷板厚度3＜h≤4mm时，送丝速度取9.5~11.5m/min，焊接速度取0.80~1.00m/min；热轧卷板厚度4＜h≤5mm时，送丝速度取10.0~12.0m/min，焊接速度取0.75~0.95m/min；热轧卷板厚度5＜h≤6mm时，送丝速度取10.5~12.5m/min，焊接速度取0.70~0.90m/min；热轧卷板厚度6＜h≤7mm时，送丝速度取11.5~13.5m/min，焊接速度取0.65~0.85m/min。