蜂窝板型不锈钢件焊接工艺及变形控制

蜂窝板型不锈钢件焊接工艺及变形控制

摘要:针对1Cr18Ni9Ti材料焊接变形大的特点,进行了相关的工件的结构性分析,通过对焊接工艺参数和过程的设计,成功解决了焊接变形的问题。

关键词:1Cr18Ni9Ti 焊接变形过程设计

焊接工件的结构形式是中空蜂窝板型长方体工件,并要求工件完全密封以及上下两个工作面的平面度不大于0.8mm。因此如何控制上下两平面的焊接变形保证平面度符合设计要求是关键。

1 材料及结构性分析

1.1 材料分析

工件的材质为1Cr18Ni9Ti,为奥氏体不锈钢。其可焊接性良好,但不锈钢焊接变形较大,其有两方面原因:(1)不锈钢的热膨胀系数较大,易产生变形;(2)在实际焊接中,由于不锈钢熔池流体粘性大,施焊时需增大焊接电流,线能量增加易产生焊接变形。

1.2 结构形式

图1为工件的结构图,其上下两平面要求焊后不加工,在中心1600mm×1200mm区域内平面度不大于0.8mm。(如图1）

2 焊接工艺参数的确定

2.1 焊接方法

为了减小焊接时的热输入量及减小变形,焊接方法选用了钨极氩弧焊。

2.2 焊接材料

工件的材质为奥氏体不锈钢,在选择焊接材料时要选用能避免在奥氏体晶界形成贫铬组织的填充材料。所以填充材料选用ER321型的焊丝。

但综合考虑其结构形式及进一步减小热输入,其内部所有不外露的焊缝均采用高温铜基S201焊丝进行熔钎焊填充。

2.3 焊接参数的选择

根据焊接工艺及焊接工艺评定,焊接参数的具体数据如表1

3 焊接过程设计

3.1 焊前准备

先对面板进行相应的平面度检查,在焊接过程中将凸起的一面当作内表面使用;用酒精清洗坡口表面及两侧20mm范围内区域,以去除油污、水分、记号印记等对焊接质量的影响,以防止不必要的增加焊接返修。

3.2 组对及焊接过程中的要点

(1)先将横竖筋及四面边框装入图中位置,并进行定位焊接,定位焊缝长度30～40mm,间距200～300mm而且定位焊缝应距离两侧边界150mm。(2)在焊接筋板与面板之前用压板将面板四周压紧在焊接平台上,并且在整个内部角焊缝及焊缝冷却至室温前不得拆卸压板。焊接顺序见图2所示。(3)在焊缝完全冷却后拆卸压板,将另一面面板按要求位置装入,并在与四面边框进行进行定位焊,焊缝长度30～40mm,间距300mm,并在上表面用压板将其完全压紧固定在焊接平台上,塞焊顺序见图3。(4)焊接四周环面角焊缝,采用对称分中段退焊的方式进行,在焊接过程中应严禁拆卸未焊处的压板,因焊接需要时方可临时拆卸部分压板,本段焊接完成后应立即重新安装该位置的压板。(5)在全焊接过程中应严格控制工件温度,每一次施焊前应确保该焊缝位置应以手触摸不热为准,方可进行焊接。（如图2图3）

4 质量检验

经焊后对其上下表面平面度的检验,其工作区域的平面度均不大于0.8mm;整体经水压测试未发现有贯穿性缺陷。焊件整体检验结果满足设计要求。

5 结语

通过对工件的工艺过程设计和各方面的共同努力,使该型工件顺利完成了制造任务,并通过了相关的鉴定工作。同时也说明该工艺过程设计是可行的。