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马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法

发布时间:2019-01-26来源:作者:

一种马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,包括挖除缺陷、焊补预热、焊补、烘烤、二次加工的步骤,本发明克服了常规预热焊接工艺的不足,针对螺纹孔精加工过程中出现的渣孔、砂眼问题,提供一种马氏体耐热钢铸钢件精加工过程中螺纹孔缺陷以及螺纹坏牙问题的修复方法,通过严格的焊接过程控制,精细化控制焊接过程,包括焊补预热、焊补、烘烤,以达到焊接完不做焊后热处理,也能保证焊接返修部位无开裂、变形、报废等情况。

马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法

技术领域

本发明涉及铸钢件螺纹孔缺陷修复技术领域,尤其涉及一种马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法。

马氏体耐热钢是在9CrlMo基础上逐步发展起来。由于马氏体钢具有良好的热强性,其主要用于制造发电设备中需承受高温高压的零部件。目前广泛使用的马氏体耐热钢其Cr含量在9%?13%,且加入少量Mo、V、W、Nb、N元素,常温下为单一马氏体组织。常见牌号有9CrlMoV,9Cr IMolW,T92/P92 钢等。

马氏体耐热钢具有较高的抗拉强度,但塑韧性较差,硬度较高,线膨胀系数较小。焊接熔池凝固后,体积膨胀明显,焊缝应力大,易开裂。合金含量高,钢水粘性较大,流动性、充型性较差,在熔炼、浇注过程中易产生缩松、组织疏松缺陷、夹渣夹砂缺陷。

[0004]基于以上特点,马氏体耐热钢在精加过程中,加工部位易出现微裂纹、砂眼、渣孔缺陷。由于马氏体钢熔池凝固后,焊缝组织应力大,容易导致工件变形,影响

有必要提出一种马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,该方法更适合于结构复杂并且尺寸精度要求高的马氏体铸钢件精加工后的螺纹孔缺陷的修复,修复效果较好。

—种马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,包括以下步骤:

挖除缺陷:使用电动工具对螺纹孔缺陷处进行打磨,以挖除缺陷形成焊补部位,之后对缺陷挖除部位进行PT检测;

焊补预热:采用天然气或氧乙炔对整个螺纹孔进行烘烤预热,烘烤温度控制在100°C 土15°C,以充分去除水分、油渍,之后再针对焊补部位集中烘烤加热,以使焊补部位的温度达至IJ150°C,焊补部位周边30mm范围内的温度不低于100°C ;

焊补:根据螺纹直径选择合适的焊条对焊补部位进行焊接,焊接方式采用水平焊接;烘烤:采用天然气或氧乙炔火焰,对焊补部位集中烘烤加热,采用先低温烘烤、降温、高温烘烤、降温的烘烤过程,所述低温烘烤为烘烤温度控制在300?350°C之间,对准焊补位置进行烘烤,烘烤完毕后缓慢降温至80?10tC,然后进行高温烘烤,所述高温烘烤为烘烤温度控制在650?680°C之间,对准焊补位置进行烘烤,保持58分钟,烘烤完毕后缓慢降温至室温,高温烘烤过程中,测量螺纹孔周边10mm范围内,温度不超过200°C ;

二次加工:先将焊补部位加工成光滑表面,之后对该光滑表面进行PT检测,确保焊补部位无缺陷存在,检测合格后,再用丝锥加工螺纹。

本发明克服了常规预热焊接工艺的不足,针对螺纹孔精加工过程中出现的渣孔、砂眼问题,提供一种马氏体耐热钢铸钢件精加工过程中螺纹孔缺陷以及螺纹坏牙问题的修复方法,通过严格的焊接过程控制,精细化控制焊接过程,包括焊补预热、焊补、烘烤,以达到焊接完不做焊后热处理,也能保证焊接返修部位无开裂、变形、报废等情况。

图中:牙顶10、牙底20、焊补部位30、焊条40、光滑表面31、缺口 32。http://WWW.gwbzj.com

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的介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,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的附图。

本发明实施例提供了一种马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,包括以下步骤:

挖除缺陷:使用电动工具对螺纹孔缺陷处进行打磨,以挖除缺陷形成焊补部位30,之后对缺陷挖除部位进行PT检测。其中,由于是马氏体钢,选用电动工具打磨去除缺陷,而不使用风动打磨工具。因为打磨部位热量集中,使用风动打磨工具会使压缩空气吹到打磨部位,急剧的温度变化容易使打磨部位产生细小的碎裂纹,同理也不选用气刨枪等会产生高热输入的工具。缺陷打磨完毕后,先用手电筒仔细观察,看是否有缺陷残留。确认无缺陷残留之后,再进行PT检测。

焊补预热:采用天然气或氧乙炔对整个螺纹孔进行烘烤预热,烘烤温度控制在100°C ± 15°C,以充分去除水分、油渍,之后再针对焊补部位30集中烘烤加热,以使焊补部位30的温度达到150°C,焊补部位30周边30mm范围内的温度不低于100°C;如此,在焊接时,为了避免熔池与周边螺孔之间由于温差过大而产生较大的应力,形成裂纹缺陷。

焊补:根据螺纹直径选择合适的焊条对焊补部位30进行焊接,焊接方式采用水平焊接;例如图1、图2通常采用水平焊接方式焊补。图中,对于操作者来说,焊补部位30的位置易于焊条40的摆动,操作方便。

烘烤:采用天然气或氧乙炔火焰,对焊补部位30集中烘烤加热,采用先低温烘烤、降温、高温烘烤、降温的烘烤过程,所述低温烘烤为烘烤温度控制在300?350°C之间,对准焊补位置进行烘烤,烘烤完毕后缓慢降温至80?10tC,然后进行高温烘烤,所述高温烘烤为烘烤温度控制在650?680°C之间,对准焊补位置进行烘烤,保持5?8分钟,烘烤完毕后缓慢降温至室温,高温烘烤过程中,测量螺纹孔周边10mm范围内,温度不超过200°C。

为了确保焊补后焊补部位30的机械性能达到要求,此过程中,采用低温烘烤、高温烘烤,用于模拟铸钢件热处理的过程。在烘烤时需要监控螺纹孔周边10mm范围内,温度不超过200°C,因为温度过高,会导致螺纹孔以及周边其他螺纹孔直径方向受热膨胀、变形。

二次加工:先将焊补部位30加工成光滑表面,之后对该光滑表面进行PT检测,确保焊补部位30无缺陷存在,检测合格后,再用丝锥加工螺纹。

[°02°] 进一步,在所述焊补步骤中,当螺纹孔的直径在30mm及以上时,易采用Φ4.0mm的焊条进行焊接,焊接电流范围为130?150A,电压范围为18?20V;在确保熔合良好的前提下,电流、电压取较小的值。当螺纹孔的直径小于30mm时,易采用¢3.2mm的焊条进行焊接, 焊接电流范围为80?100A,电压范围为16?18V。同样电流、电压尽量小,这样做的目的主要是确保较少的热输入量,防止螺纹孔变形。[0021 ]进一步,焊补完毕后,使用? 3.2mm的焊条对最后一层盖面层的边沿进行过渡焊补,焊补宽度为5_±0.5_。此操作为了为防止焊补边沿产生咬边等缺陷。

进一步,对于直径较小、长度较长的螺纹孔,焊补部位30位于螺纹孔的根部拐角处,在焊补操作之前,先将螺纹孔的口部打磨去掉一部分,以形成缺口32,此缺口32用于扩大焊条摆动角度。如图3中,焊补部位30位于螺纹孔的根部拐角处,此位置限制了焊接角度以及操作者的视眼范围。此时,可以将螺纹孔的口部打磨掉一部分,形成缺口32,便于焊条 40的摆放,增加焊接角度范围,扩大操作者的视眼范围,利于焊接。[0023 ]进一步,焊补结束后,再将所述缺口进行焊补。

进一步,所述烘烤步骤中:可根据缺陷的深度确定烘烤时间,当缺陷的深度为5mm 以内时,烘烤时间为5分钟,缺陷的深度为5-10mm,烘烤时间为8?10分钟。[〇〇25]进一步,低温烘烤完毕后,用保温棉将螺纹孔塞满,缓慢降至80?100°C。高温烘烤完毕后,用保温棉将螺纹孔塞满,缓慢降至室温。进一步,如图4中,所述二次加工步骤中,将焊补部位30加工成光滑表面31时,所述光滑表面31高于螺纹孔的牙顶10的高度H控制在2?3mm,以使丝锥对焊补部位30加工得到的螺纹的牙顶10不缺肉,不会出现坏牙问题。

由于需要返修的螺纹孔周边还有其它螺纹孔,为防止焊接过程中周边螺纹孔受热变形,对周边螺纹孔的保护也十分必要。所以,进一步,还在挖除缺陷的步骤之前,增加螺纹孔保护的步骤,所述螺纹孔保护的步骤为:使用与底孔同直径的普通实心圆钢插入底孔,以实现对底孔的保护;使用与螺纹孔直径相同的螺栓,拧入到螺纹孔中,以实现对螺纹孔的保护。

该方法也适合于普通碳钢、低合金钢铸钢件,螺纹孔缺陷修复。

本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。

本发明实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于发明所涵盖的范围。

1.一种马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于,包括以下步骤:挖除缺陷:使用电动工具对螺纹孔缺陷处进行打磨,以挖除缺陷形成焊补部位,之后对 缺陷挖除部位进行PT检测;焊补预热:采用天然气或氧乙炔对整个螺纹孔进行烘烤预热,烘烤温度控制在100 °C ± 15°C,以充分去除水分、油渍,之后再针对焊补部位集中烘烤加热,以使焊补部位的温度达 至|J150°C,焊补部位周边30_范围内的温度不低于100°C ;焊补:根据螺纹直径选择合适的焊条对焊补部位进行焊接,焊接方式采用水平焊接;烘烤:采用天然气或氧乙炔火焰,对焊补部位集中烘烤加热,采用先低温烘烤、降温、高 温烘烤、降温的烘烤过程,所述低温烘烤为烘烤温度控制在300?350°C之间,对准焊补位置 进行烘烤,烘烤完毕后缓慢降温至80?10(TC,然后进行高温烘烤,所述高温烘烤为烘烤温 度控制在650?680°C之间,对准焊补位置进行烘烤,保持5?8分钟,烘烤完毕后缓慢降温至 室温,高温烘烤过程中,测量螺纹孔周边100mm范围内,温度不超过200°C。二次加工:先将焊补部位加工成光滑表面,之后对该光滑表面进行PT检测,确保焊补部 位无缺陷存在,检测合格后,再用丝锥加工螺纹。2.如权利要求1所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:在所述焊补步 骤中,当螺纹孔的直径30mm及以上时,采用?4.0mm的焊条进行焊接,焊接电流范围为130? 150A,电压范围为18?20V;当螺纹孔的直径小于30mm时,采用? 3.2mm的焊条进行焊接,焊 接电流范围为80?100A,电压范围为16?18V。3.如权利要求2所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:焊补完毕后, 使用? 3.2_的焊条对最后一层盖面层的边沿进行过渡焊补,焊补宽度为5_± 0.5_。4.如权利要求3所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:对于直径较 小、长度较长的螺纹孔,焊补部位位于螺纹孔的根部拐角处,在焊补操作之前,先将螺纹孔 的口部打磨去掉一部分,以形成缺口,此缺口用于扩大焊条摆动角度。5.如权利要求4所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:焊补结束后, 再将所述缺口进行焊补。6.如权利要求1所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:所述烘烤步骤 中:低温烘烤可根据缺陷的深度确定烘烤时间,当缺陷的深度为5_以内时,烘烤时间为5分 钟,缺陷的深度为5-10mm,烘烤时间为8?10分钟。7.如权利要求6所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:低温烘烤完毕 后,用保温棉将螺纹孔塞满,缓慢降至80?100°C。高温烘烤完毕后,用保温棉将螺纹孔塞 满,缓慢降至室温。8.如权利要求6所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:所述二次加工 步骤中,将焊补部位加工成光滑表面时,所述光滑表面高出螺纹牙顶2?3mm,以使丝锥对焊 补部位加工得到的螺纹的牙顶不缺肉。9.如权利要求1所述的马氏体耐热钢螺纹孔缺陷修复方法,其特征在于:还在挖除缺陷 的步骤之前,增加螺纹孔保护的步骤,所述螺纹孔保护的步骤为:使用与底孔同直径的普通 实心圆钢插入底孔,以实现对底孔的保护;使用与螺纹孔直径相同的螺栓,拧入到螺纹孔 中,以实现对螺纹孔的保护。

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