CN105382381A

CN105382381A - 一种电热炉电阻带的焊接方法

Info

Publication number: CN105382381A
Application number: CN201510974416.8A
Authority: CN
Inventors: 张烨
Original assignee: Anhui Masteel Engineering and Technology Group Co Ltd
Current assignee: Anhui Masteel Engineering and Technology Group Co Ltd
Priority date: 2015-12-21
Filing date: 2015-12-21
Publication date: 2016-03-09

Abstract

本发明公开了一种电热炉电阻带的焊接方法，属于电阻带的焊接领域。其步骤为：A、焊前准备，将电热炉电阻带的焊接区域内氧化物和污物清除干净，打磨至露出金属光泽；B、焊接形式为电阻带接头两侧分段点焊，两个端部不焊，连接在电热炉内的电阻带接口上，每隔20mm焊接一次。C、焊接工艺参数：焊接方法采用钨极氩弧焊；焊接层次为单层；焊接电流为100-130A；电弧电压为18-20V；D、电阻带接头焊接完毕后，将焊缝附近的飞溅物清理干净，同时将焊缝的两个端部打磨成圆角。这种焊接方法焊接而成的焊缝接头焊接应力小，提高了接头性能，焊缝不出现裂纹，提高了焊缝质量和Cr27A17Mo2电热片的使用寿命。

Description

一种电热炉电阻带的焊接方法

技术领域

本发明涉及电阻带的焊接领域，尤其涉及一种电热炉电阻带的焊接方法。

背景技术

现有技术多采用不锈钢焊条焊接，在产品使用中焊接接头容易出现裂纹，致使产品使用寿命严重降低。现有技术采用焊条电弧焊，采用的焊材为不锈钢焊条，存在问题是产品电热片接头使用时容易出现裂纹而导致使用寿命低。

中国发明专利，公布号：CN103862147A，公布日2014.06.18，公开了一种钼铜合金与镍基高温合金的填丝脉冲钨极氩弧焊工艺，包括表面处理、定位点焊、焊前预热、施焊、焊道清理、焊后缓冷的步骤，该发明采用Ni-Fe-Cr系合金焊丝，通过控制焊丝中Ni元素含量，可以有效改善接头靠近钼铜合金一侧热影响区组织的致密度。本发明提出的钼铜合金与镍基高温合金脉冲填丝钨极氩弧焊工艺具有操作方便、接头性能稳定、焊接效率高、便于推广应用等优点，尤其适用于钼铜合金与镍基高温合金的焊接，也可用于钼铜合金与其他高温合金的焊接。其不足之处是：该发明针对的焊接母材材质为Cr27A17Mo2，化学成分为Cr含量为26.5％～27.8％，A1含量为6％～7％左右，其显微组织为铁素体，而该发明是对钼铜合金与镍基高温合金的焊接，该发明所述的焊接对象的母材材质已经超出了钼铜合金与镍基高温合金的焊接的适用范围。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

针对现有技术的Cr27A17Mo2电热片焊接接头使用时容易出现裂纹而导致使用寿命低的问题，本发明提供了一种电热炉电阻带的焊接方法。它使得Cr27A17Mo2电热片焊缝不出现裂纹，从而提高了Cr27A17Mo2电热片的使用寿命，提高了焊缝质量。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

一种电热炉电阻带的焊接方法，其步骤为：

A、焊前准备，将电热炉电阻带进行装配，并使用钢丝刷或角向磨光机将电热炉电阻带的焊接区域内氧化物和污物清除干净，打磨至露出金属光泽，去除表面杂质和氧化层，不需要焊前预热，简化了焊接步骤，提高焊接效率；

B、焊接形式为电阻带接头两侧分段点焊，两个端部不焊，连接在电热炉内的电阻带接口上；每隔20mm焊接一次。

C、焊接工艺参数：焊接方法采用钨极氩弧焊；焊接层次为单层；焊接电流为100-130A；电弧电压为18-20V；焊接设备采用适用于钨极氩弧焊的设备，比如WSM—400焊机。

D、电阻带接头焊接完毕后，将焊缝附近的飞溅物清理干净，同时将焊缝的两个端部打磨成圆角。减小使用过程中产生的热应力，以免焊缝从尖角处撕开，提高焊缝的质量，延长电阻带的使用寿命。

优选地，电阻带的厚度为0.8mm以上。

优选地，焊接形式采用搭接接头。

优选地，焊接形式采用对接、角接或者梯形接头。

优选地，电阻片为Cr27A17Mo2材质，焊丝选择Cr27A17Mo2材质。

优选地，焊丝规格为

优选地，保护气体为Ar，保护气体流量为8-12L/min。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

(1)本发明Cr27A17Mo2材质的电阻带，焊丝的选择上主要考虑焊缝金属与母材化学成分一致或者相似，以满足对耐热性和耐腐蚀性等机械特性和化学特性的要求；如果焊丝与母材的物理性能和化学性能差别大的话，元素稀释过大，会影响焊缝的机械性能和物理性能，所以本发明焊丝选择使用Cr27A17Mo2材质，与母材化学成分一致，焊缝满足机械特性和化学特性的要求；

(2)本发明使用钨极氩弧焊即TIG焊，优点是：1)氩气具有极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提供良好条件；2)钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下(<10A)仍可稳定燃烧，特别适用于薄板材料焊接；3)热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整所以这种焊接方法可进行全方位焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法；4)由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观，不易变形；5)交流氩弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜作用；

(3)本发明焊接形式为电阻带接头两侧分段点焊，两个端部不焊，连接在电热炉内的电阻带接口上；每隔20mm焊接一次，焊接时为了防止接头端部应力集中而引发疲劳裂纹，采用两个端头预留20mm不焊的方式，并且为防止焊接应力过大，采用分段点焊的方法降低应力；

(4)本发明电阻带接头焊接完毕后，将焊缝附近的飞溅物清理干净，同时将焊缝的两个端部打磨成圆角；减小使用过程中产生的热应力，以免焊缝从尖角处撕开，提高焊缝的质量，延长电阻带的使用寿命；

(5)本发明对焊接质量进行了检测，分别进行了化学性能分析试验和机械性能分析试验，均符合电热炉的使用过程的工艺要求，本发明与传统的焊接方法相比，经焊接后的电阻带性能稳定，焊缝质量提高，在焊接的过程中不会出现焊缝裂开的情况，使用寿命提高了2倍以上，降低了Cr27A17Mo2材质电阻带的检修率，提高了生产效率，增加了企业效益；

(6)本发明的技术方案采用的是冷焊法，采用小电流、小电压、分段焊，同时，焊接时Ar气还具有冲刷焊接区域及降温作用，采用这种焊法，焊缝冷却速度快，热输入量低，因此焊接受热区域小，产生的焊接应力和变形都较其他焊接方法小。

附图说明

图1为本发明的搭接形式的焊接示意图；

图2为本发明的搭接形式的分段示意图；

图3为本发明的搭接形式的焊缝焊接顺序图；

图4为本发明的对接形式的焊接示意图；

图5为本发明的T形接头的焊接示意图；

图6为本发明的角接接头的焊接示意图。

示意图中的标号说明：

101、搭接焊接段I；102、搭接焊接段II；103、搭接焊接段III；104、搭接焊接段IV；111、搭接焊缝I；112、搭接焊缝II；113、搭接焊缝III；114、搭接焊缝IV；115、搭接焊缝V；116、搭接焊缝VI；121、T形接头焊缝I；122、T形接头焊缝II；2、角接接头焊缝；4、上电阻带；5、下电阻带；6、上夹板；7、下夹板；8、对接焊缝。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，结合附图及实施例对本发明作详细描述。

实施例1

Cr27A17Mo2材质的电阻带，焊丝的选择上主要考虑焊缝金属与母材化学成分一致或者相似，以满足对耐热性和耐腐蚀性等机械特性和化学特性的要求；如果焊丝与母材的物理性能和化学性能差别大的话，元素稀释过大，会影响焊缝的机械性能和物理性能，所以本发明焊丝选择使用Cr27A17Mo2材质，与母材化学成分一致，焊缝满足机械特性和化学特性的要求。

使用钨极氩弧焊即TIG焊，优点是：1)氩气具有极好的保护作用，能有效的隔绝周围空气；它本身既不与金属起化学反应，也不溶于金属，使得焊接过程中的冶金反应简单易控制，因此获得较高质量的焊缝提供良好条件；2)钨极电弧非常稳定，即使在很小电流情况下(<10A)仍可稳定燃烧，特别适用于薄板材料焊接；3)热源和填充焊丝可分别控制，因而热输入容易调整所以这种焊接方法可进行全方位焊接，也是实现单面焊双面成型的理想方法；4)由于填充焊丝不通过电流，故不产生飞溅，焊缝成型美观，不易变形；5)交流氩弧焊在焊接过程中能够自动清除焊件表面的氧化膜作用。

生产过程中，某电热炉内的Cr27A17Mo2材质电阻带更换频繁，使用寿命低，而每次更换电阻带，需要将电热炉冷却，进行检修，检修周期长，严重影响正常的生产，为提高Cr27A17Mo2材质电阻带的使用寿命，提出了一种电热炉电阻带的焊接方法，其步骤为：

A、焊前准备，将电热炉电阻带按照图1所示进行装配，并使用钢丝刷或角向磨光机将电热炉电阻带的焊接区域内氧化物和污物清除干净，打磨至露出金属光泽，去除表面杂质和氧化层，不需要焊前预热，简化了焊接步骤，提高焊接效率；电阻片为Cr27A17Mo2材质，焊丝选择Cr27A17Mo2材质，电阻带的厚度为0.8mm以上。

B、焊接形式为电阻带接头两侧分段点焊，两个端部不焊，连接在电热炉内的电阻带接口上；每隔20mm焊接一次。焊接时为了防止接头端部应力集中而引发疲劳裂纹，采用两个端头预留20mm不焊的方式，并且为防止焊接应力过大，采用分段点焊的方法降低应力。

C、焊接工艺参数：焊接方法采用钨极氩弧焊；焊接层次为单层；焊接电流为100-130A；送丝采用手工送丝，送丝速度根据焊接电流大小以及在熔池中形成的熔池的大小进行控制，保证母材金属表面熔化后及时进行填充，当熔池填满后，迅速移动电弧向前走，然后焊丝送入新的熔池，如此反复；这样送丝的好处是可以有效避免母材金属过烧造成的合金元素损失，有利于熔敷金属和母材金属成分达成一致性，从而获得优异的焊接接头。

电弧电压为18-20V；焊接设备采用适用于钨极氩弧焊的设备，比如WSM—400焊机；焊接形式采用搭接、对接，(对于角接或者T形接头本方法同样适用)，这里选择焊接接头形式的主要原则是1)、保证电阻带工作时的导电性，比如选择对接接头可以实现全熔透焊缝，确保焊缝截面与电阻带截面达成一致，因此，当电阻带通电工作时，焊缝产生的电阻值和电阻带几乎相等，使其获得很好的导电性的同时还可以得到较高的结构强度。2)、搭接接头、角接接头和T形接头的使用主要是由结构要求决定的，如上下夹板的使用必然会出现搭接接头等。焊丝规格为保护气体为Ar，保护气体流量为8-12L/min，能够实现较好的保护效果，气体流量过大时，会造成焊接熔池保护区域的气流扰动，对保护效果造成不利影响，气体流量过小，则可能形成保护区过小或Ar气保护不足等问题。

图4为对接接头焊接示意图，对接焊缝8位于上电阻带4和下电阻带5之间。对本发明的焊接质量进行了检测，分别进行了化学性能分析试验和机械性能分析试验，均符合电热炉的使用过程的工艺要求，本发明与传统的焊接方法相比，经焊接后的电阻带性能稳定，焊缝质量提高，在焊接的过程中不会出现焊缝裂开的情况，使用寿命提高了2倍以上，降低了Cr27A17Mo2材质电阻带的检修率，提高了生产效率，增加了企业效益。

本发明的技术方案采用的是冷焊法，采用小电流、小电压、分段焊，同时，焊接时Ar气还具有冲刷焊接区域及降温作用。采用这种焊法，焊缝冷却速度快，热输入量低，因此焊接受热区域小，产生的焊接应力和变形都较其他焊接方法小。

实施例2

本实施例的方法步骤同实施例1，其中，Cr27A17Mo2材质电阻带的厚度为3.2mm，焊接形式采用搭接接头，焊接电流为100A；电弧电压为18V；焊丝材质Cr27A17Mo2，焊丝规格为保护气体流量为12L/min。

如图1为搭接形式，从上到下依次为上夹板7、上电阻带5、下电阻带4和下夹板6，图3为搭接焊缝焊接顺序图，接焊缝的焊接顺序依次为：搭接焊缝I111、搭接焊缝II112、搭接焊缝III113、搭接焊缝IV114、搭接焊缝V115和搭接焊缝VI116；每个搭接焊缝的分段焊接顺序见图2，分段焊接顺序依次为：焊接搭接焊接段I101、搭接焊接段II102、搭接焊接段III103和搭接焊接段IV104。即：首先焊接搭接焊缝I111，对于搭接焊缝I111分段进行焊接，焊接顺序为：焊接搭接焊接段I101、搭接焊接段II102、搭接焊接段III103和搭接焊接段IV104；然后焊接搭接焊缝II112，对于搭接焊缝I111分段进行焊接，焊接顺序为：焊接搭接焊接段I101、搭接焊接段II102、搭接焊接段III103和搭接焊接段IV104；搭接焊缝III113、搭接焊缝IV114、搭接焊缝V115和搭接焊缝VI116的分段焊接顺序同上，均为：焊接搭接焊接段I101、搭接焊接段II102、搭接焊接段III103和搭接焊接段IV104。

实施例3

本实施例的方法步骤同实施例1，其中，Cr27A17Mo2材质电阻带的厚度为10mm，焊接形式采用角接接头，焊接电流为130A；电弧电压为20V；焊丝材质Cr27A17Mo2，焊丝规格为保护气体流量为8L/min。

图6为角接接头焊接形式，其中角接接头焊缝2位于上电阻带4和下电阻带5之间夹角的外侧。

实施例4

本实施例的方法步骤同实施例1，其中，Cr27A17Mo2材质电阻带的厚度为0.9mm，焊接形式采用T形接头，焊接电流为120A；电弧电压为19V；焊丝材质Cr27A17Mo2，焊丝规格为保护气体流量为10L/min。

图5为T形接头焊接形式，上电阻带4的轴向和下电阻带5的轴向互相垂直，两侧的直角分别为T形接头焊缝I121和T形接头焊缝II122。

在某钢轧总厂的实践使用中，本技术得到充分的验证，完全解决了原焊接技术存在的产品电热片接头使用时容易出现裂纹而导致使用寿命低的难题，原工艺焊接的焊缝在使用半年后又裂纹产生，采用本技术方案后，已经使用1年半未出现裂纹。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种电热炉电阻带的焊接方法，其步骤为：

A、焊前准备，将电热炉电阻带的焊接区域内氧化物和污物清除干净，打磨至露出金属光泽；

B、焊接形式为电阻带接头两侧分段点焊，两个端部不焊；

C、焊接工艺参数：焊接方法采用钨极氩弧焊；焊接层次为单层；焊接电流为100-130A；电弧电压为18-20V；

D、电阻带接头焊接完毕后，将焊缝附近的飞溅物清理干净，同时将焊缝的两个端部打磨成圆角。

2.根据权利要求1所述的一种电热炉电阻带的焊接方法，其特征在于，电阻带的厚度为0.8mm以上。

3.根据权利要求1所述的一种电热炉电阻带的焊接方法，其特征在于，焊接形式采用搭接接头。

4.根据权利要求1所述的一种电热炉电阻带的焊接方法，其特征在于，焊接形式采用对接、角接或者T形接头。

5.根据权利要求1所述的一种电热炉电阻带的焊接方法，其特征在于，电阻片为Cr27A17Mo2材质，焊丝选择Cr27A17Mo2材质。

6.根据权利要求3、4或5所述的一种电热炉电阻带的焊接方法，其特征在于，焊丝规格为

7.根据权利要求6所述的一种电热炉电阻带的焊接方法，其特征在于，保护气体为Ar，保护气体流量为8-12L/min。