转炉耳轴切向键与顶架焊接方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911266533.3 (22)申请日 2019.12.11 (71)申请人 首钢水城钢铁 （集团） 赛德建设有限 公司 地址 553028 贵州省六盘水市钟山区冶金 北路78号 (72)发明人 刘俊杰王荣尹湘黔杨兵 熊平 (74)专利代理机构 江苏圣典律师事务所 32237 代理人 韩天宇 (51)Int.Cl. B23K 9/00(2006.01) B23K 9/235(2006.01) (54)发明名称 转炉耳轴切向键与顶架焊接方法 (57)摘要 本发明提供了一种转炉。

2、耳轴切向键与顶架 焊接方法， 首先加工坡口， 顶架开单V坡口与切向 键平口对齐， 然后采用手工焊打底， 并采用多层 多道焊， 焊后用保温纤维棉包缠焊缝区域， 冷却 至室温后清除铁锈和焊渣。 本发明工艺改进后转 炉耳轴切向键能够顺利拔出， 保证了工期， 避免 了不必要的经济损失。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 110899903 A 2020.03.24 CN 110899903 A 1.一种转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 其特征在于包括以下步骤： 1） 加工坡口， 顶架开单V坡口与切向键平口对齐， 先用切枪烤掉油污、 铁锈， 再用磨光机 磨光， 清除氧化层和渗碳层； 2） 采用手。

3、工焊打底， 焊条直径采用3.2mm或4mm， 小电流， 慢速， 将根部填满； 3） 采用多层多道焊， 中间层和盖面层采用直径4mm焊条多层焊接， 层间温度2500C， 打 底层的操位采用锯齿形运条法， 形成单面焊双面成型工艺， 坡口采用断弧锯齿形运条法， 填 充盖面采用连弧焊接月牙型运条法； 4） 焊后用保温纤维棉包缠焊缝区域， 纤维棉三层以上， 再用烤枪在保温纤维棉加热， 加 热到3500C， 保温1小时， 自然缓冷焊缝； 5） 冷却至室温后， 检查是否存在裂缝； 6） 将装入键倒角缝的间隙清理干净， 用细的硬胶管顺间隙把松动剂喷入切向键中； 间 隔1小时喷一次， 清除铁锈和焊渣。 2.根据。

4、权利要求1所述的转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 其特征在于： 所述的焊条型 号为E5017， 焊接前用烤箱经350-450烘烤3-4小时， 随用随取。 3.根据权利要求1所述的转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 其特征在于： 步骤3） 所述的 多层多道焊过程中， 每层用手锤捶击焊缝， 消除焊接应力， 达到表面麻点。 4.根据权利要求1所述的转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 其特征在于： 所述的焊接过 程采用直流电焊机， 并采用直流反接法。 5.根据权利要求1所述的转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 其特征在于： 焊接前， 对焊 接用烤枪进行预热， 预热温度150-180， 预热长度大于焊接长度的2-3倍。

5、。 6.根据权利要求1所述的转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 其特征在于： 步骤4） 所述的 自然冷却过程中， 当焊缝温度冷却到100-150时， 进行的低温热处理加热到200350， 保 温2-6小时， 再进行自然冷却。 7.根据权利要求1所述的转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 其特征在于： 步骤1） 所述的 坡口角度为45-75 。 权利要求书 1/1 页 2 CN 110899903 A 2 转炉耳轴切向键与顶架焊接方法 技术领域 0001 本发明涉及异种钢焊接领域， 具体是一种转炉耳轴切向键与顶架焊接方法。 背景技术 0002 转炉检修过程中， 炉体旋转轴承破裂需更换轴承， 更换轴承过程需。

6、拔出连接耳轴 切向键， 而主轴在生产过程中长期承受高、 低温温差变化与切向键卡死， 切向键不容易拨不 出来。 一旦切向键不能拔出就必须更换主轴， 造成的经济损失巨大。 转炉耳轴的切向键材料 为S50CrMo， 顶架材质为Q235B， 顶架开单V坡口与切向键平口焊接， 属于异种钢焊接， 用常规 的焊接工艺焊接后进行测试， 采用2台320吨液压机顶起、 焊缝在靠切向键侧的过渡层位置 发生了断裂， 切向键无法正常拔出， 且造成炉体旋转主轴破裂。 发明内容 0003 本发明为了解决现有技术的问题， 提供了一种转炉耳轴切向键与顶架焊接方法， 工艺改进后转炉耳轴切向键能够顺利拔出， 保证了工期， 避免了不。

7、必要的经济损失。 0004 本发明包括以下步骤： 1） 加工坡口， 顶架开单V坡口与切向键平口对齐， 先用切枪烤掉油污、 铁锈， 再用磨光机 磨光， 清除氧化层和渗碳层； 所述的坡口角度为45-75 ， 优选角度为50 。 0005 2） 采用手工焊打底， 焊条直径采用3.2mm或4mm， 小电流， 慢速， 将根部填满。 0006 3） 采用多层多道焊， 中间层和盖面层采用直径4mm焊条多层焊接， 层间温度 2500C。 打底层的操位采用锯齿形运条法， 因为保证母材与顶架根部都焊透， 形成单面焊双 面成型工艺。 在组对中坡口时间隙预留大， 可采用断弧锯齿形运条法。 填充盖面采用连弧焊 接月牙型。

8、运条法， 因为填充盖面连弧焊接可保证焊缝中没有出现熔池、 氧化、 气孔、 冷裂纹 的发生， 焊缝成型好。 0007 4） 焊后用保温纤维棉包缠焊缝区域， 纤维棉三层以上， 再用烤枪在保温纤维棉加 热， 加热到3500C， 保温1小时， 自然缓冷焊缝。 0008 5） 冷却至室温后， 检查是否存在裂缝。 0009 6） 将装入键倒角缝的间隙清理干净， 用细的硬胶管顺间隙把松动剂喷入切向键 中； 间隔1小时喷一次， 清除铁锈和焊渣。 0010 进一步改进， 所述的焊条型号为E5017， 焊接前用烤箱经350-450烘烤3-4小时， 随用随取。 该焊条型号为E5017， 牌号为J507， 属于低氢钠。

9、型药皮， 低合金结构钢焊条。 直流 反接极性焊接 （地线夹接负极-， 焊钳接正极+） ， 用于焊接Q345级别强度重要构件， 对焊缝韧 性， 抗裂性等有一定要求的的低合金结构钢， 中碳结构钢。 0011 进一步改进， 步骤3） 所述的多层多道焊过程中， 每层用手锤捶击焊缝， 消除焊接应 力， 达到表面麻点。 0012 进一步改进， 所述的焊接过程采用直流电焊机， 并采用直流反接法。 0013 进一步改进， 焊接前， 对焊接用烤枪进行预热， 预热温度150-180， 预热长度大于 说明书 1/3 页 3 CN 110899903 A 3 焊接长度的2-3倍。 0014 进一步改进， 步骤4） 所。

10、述的自然冷却过程中， 当焊缝温度冷却到100-150时， 进 行的低温热处理加热到200350， 保温2-6小时， 再进行自然冷却。 该步骤加快焊缝及热影 响区中氢的逸出， 对于防止低合金钢焊接时产生焊接裂纹的效果极为显著。 0015 本发明有益效果在于： 因现有焊接工艺方法不正确， 炉体旋转轴承破裂需更换轴 承， 一旦切向键不能拔出就必须更换主轴， 直接经济损失约为16000元。 工艺改进后转炉耳 轴切向键能够顺利拔出， 保证了工期， 避免了不必要的经济损失。 附图说明 0016 图1为转炉耳轴的切向键与顶架的剖口示意图。 具体实施方式 0017 下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。 。

11、0018 本发明完整的工艺流程如下： （一） 、 加工坡口。 0019 1、 转炉耳轴的切向键2材料为S50CrMo， 顶架1材质为Q235B， 顶架开单V坡口与切向 键平口焊接， 如图1所示， 属于异种钢焊接； 所述的坡口角度为45-75 ， 优选角度为50 ； 2、 先用切枪烤掉油污、 铁锈， 再用磨光机磨光， 清除氧化层和渗碳层。 0020 （二） 、 焊前预热。 0021 焊接前， 对焊接用烤枪进行预热， 预热温度150-180， 预热长度大于焊接长度的 2-3倍。 0022 （三） 、 焊接准备。 0023 1、 所有焊缝焊接都必须由取得压力容器焊接合格证的焊工担任。 0024 2、。

12、 在正式焊接前， 应对焊接人员进行培训和技术交底。 0025 3、 焊接前应检查坡口尺寸是否符合规定， 符合后才能进行焊接。 焊接前将坡口两 侧50mm范围内的铁锈、 油污、 水分等杂物清理干净。 0026 4、 焊接设备采用直流电焊机， 并采用直流反接法。 0027 （四） 、 焊接工艺改进。 0028 1、 焊条采用E5017 （J507） , 用烤箱经350-450烘烤3-4小时， 随用随取。 0029 2、 采用多层多道焊， 中间层和盖面层采用直径4mm焊条多层焊接， 层间温度 2500C。 打底层的操位采用锯齿形运条法， 因为保证母材与顶架根部都焊透， 形成单面焊双 面成型工艺。 在。

13、组对中坡口时间隙预留大， 可采用断弧锯齿形运条法。 填充盖面采用连弧焊 接月牙型运条法， 因为填充盖面连弧焊接可保证焊缝中没有出现熔池、 氧化、 气孔、 冷裂纹 的发生， 焊缝成型好。 0030 3、 焊后应力消除可以采用如下几种方法： 1） 整体热处理： 消除应力的程度主要决定于材质的成分、 组织、 加热温度和保温时间。 低碳钢及部分低合金钢焊接构件在650度， 保温2040h， 可基本消除全部残余应力。 另外还 有爆炸消除应力。 0031 2） 局部热处理： 大型焊接结构， 受加热炉的限制或要求不高时采用这种方法。 可采 说明书 2/3 页 4 CN 110899903 A 4 用火焰、 。

14、红外、 电阻、 感应等加热方式， 应保持均匀加热并具有一定的加热宽度。 低合金高强 钢， 一般在焊缝两侧各100200mm。 0032 3） 机械拉伸、 水压试验、 温差拉伸、 振动法等这几种方法只能消除2050%的残余应 力， 前两种方法在生产上广泛应用。 焊接后进行去应力处理， 有自然时效处理 （时间长， 去应力不彻底， ） 、 震动时效 （效率 高， 费用低， 只能去除焊接应力的70%左右） 人工加热时效 （ 时间短费用较高， 能100%去除焊 接应力， 同时能进行去氢处理） 。 0033 本发明一种具体实施方式采用的应力消除方法如下： 1、 焊后用保温纤维棉包缠焊缝区域， 纤维棉三层以。

15、上， 再用烤枪在保温纤维棉加热， 加 热到3500C， 保温1小时； 然后自然缓冷焊缝。 0034 2、 当焊缝温度冷却到100-150时， 进行的低温热处理加热到200350， 保温2-6 小时， 再进行自然冷却。 该步骤加快焊缝及热影响区中氢的逸出， 对于防止低合金钢焊接时 产生焊接裂纹的效果极为显著。 0035 3、 冷却至室温后， 检查无裂缝。 0036 （五） 、 断裂现象测试。 0037 利用2台320液压机顶起， 焊缝在靠切向键侧的过渡层位置发生断裂。 转炉耳轴切 向键能够顺利拔出， 保证了工期， 集团公司安全生产得到了保障。 0038 经济效益估算， 年创效： 16000元。 。

16、0039 因焊接工艺方法不正确， 炉体旋转轴承破裂需更换轴承， 一旦切向键不能拔出就 必须更换主轴， 集团公司工程设备管理部没有备货， 联系厂家订货， 主轴加工工期15天， 运 输时间5天， 共计工期滞后20天。 窝工费300元/天20天=6000元， 更换主轴1根10000元， 直 接经济损失16000元。 0040 本发明具体应用途径很多， 以上所述仅是本发明的优选实施方式， 应当指出， 对于 本技术领域的普通技术人员来说， 在不脱离本发明原理的前提下， 还可以作出若干改进， 这 些改进也应视为本发明的保护范围。 说明书 3/3 页 5 CN 110899903 A 5 图1 说明书附图 1/1 页 6 CN 110899903 A 6 。