技术领域
[0001] 本申请涉及焊接技术的领域，尤其是涉及一种双相钢焊接方法及辅助设备。
相关背景技术
[0002] 双相钢，也称为复相钢，是一种特殊的高性能钢材，它由铁素体和奥氏体或马氏体两种相组织构成的钢。双相钢通过低碳钢或低合金高强度钢经过临界区热处理或控制轧制后获得的。其具有较高的屈服强度和拉伸强度。在加工硬化和屈服强度上表现出高应变速率敏感性。以及具有优良的耐腐蚀性和强度特性，因此双相钢在应用上常常用在需要防腐的领域，例如管道、容器等。
[0003] 在实际生产中，由于焊接需要将金属熔化，使得焊缝处的金属相互融合再固化，从而实现两个工件的焊接。由于金属在熔化和冷却过程中，受到内外部的影响，极容易使得双相钢内部的金相组织发生变化，会使得焊缝处的性能发生显著的变化，导致焊接后双相钢工件焊缝处出现明显的性能缺陷，影响工件使用的稳定性。因此，如何在焊接双相钢工件之后，减小对焊缝处性能的影响是目前亟需解决的问题。
具体实施方式
[0031] 以下结合附图1‑4对本申请作进一步详细说明。
[0032] 实施例1本申请实施例公开一种双相钢焊接方法。参照图1和图2，双相钢焊接方法包括以下步骤：
清理：焊接工件为双相钢材料制成的双相钢工件，将双相钢工件需要焊接的区域进行清理，清楚焊接表面的油污以及锈迹等。
[0033] 定位：对两个双相钢工件进行定位，例如通过焊接工装进行机械定位，并在两个双相钢工件焊接处形成焊缝1。两个双相钢工件对应焊缝1的相向端材料需要熔化焊接的区域为焊接区域11，两个焊接区域11相远离一侧受到焊接区域11热影响且位于焊缝1背部的区域为热影响区域12。其中，焊接区域11的宽度为30‑100mm，可选用30/40/50/60/80等区间内的任意数值。
[0034] 固定辅助工装：在热影响区域12贴合若干辅助设备，用于将热影响区域12的热量传递至外部，且焊接区域11单位面积对应的散热面积为α1，热影响区域12单位面积对应的散热面积为α2，即辅助设备与外部的接触面积为L，热影响区域12的面积为M，则α2=L/M。
[0035] 焊接：焊接工艺采用气体保护焊，采用氩气保护焊打底，保证根部焊接质量；同时，填充层采用二氧化碳气体保护焊，提高焊接效率；以及，层间温度控制小于等于100℃。焊接完成之后，将辅助设备相对双相钢工件拆下即可。
[0036] 本申请实施例1中焊接方法的实施原理为：在焊接过程中，由于需要使得双相钢工件的材料温度达到熔化互融的目的，会使得金属经历快速加热以及冷却的过程，因此在此过程中极易发生金相组织的变化。
[0037] 而在实际焊接过程中，发现温度相对较高的情况，双相钢工件的材料和焊接区域11部分的材料都是铁素体，此后随着降温冷却，奥氏体逐渐从铁素体中析出，然后形成双相钢的金相组织；但在冷却过程中，在部分温度区间会有可能析出δ相脆性、475℃脆性区间。
因此，此时能够加快焊接过程中的冷却速度减小焊接对焊缝1处金属的脆性，但是冷却速度过快同样会导致焊缝1处的铁素体析出过多，使得析出的碳化物过多导致的脆化问题，故需要稳定的控制焊接过程中双相钢工件的冷却速度。
[0038] 而通过可拆卸的辅助设备增加热影响区域12部分与外部的接触面积，能够显著的增加焊接中以及焊接后热影响区域12与焊接区域11的温差以及热影响区域12的散热速度，从而加快冷却速度，使得焊缝1处的材料能够相对较快的过渡至δ相脆性、475℃脆性区间温度以下，以减小焊接对焊缝1处材料金相组织的影响，保持焊接的双相钢工件的性能的稳定性。相较于直接通过冷却介质接触加速冷却，一方面避免了冷却速度过快导致材料脆化的问题，另一方面减小冷却介质蒸发对焊接现场的影响。
[0039] 实施例2本申请实施例2公开一种双相钢焊接辅助设备，应用于前述的双相钢焊接方法中的冷却加速。
[0040] 参照图3，辅助设备包括两组散热接触部2和连接于散热接触部2的散热部3，散热接触部2用于一一对应接触热影响区域12，将热影响区域12部分的热量传递至散热部3并加速冷却。散热部3与外部接触的散热面积大于等于α2，以用于加速热影响区域12部分的热量流失速度，从而加速冷却，同时相较于直接通过冷却介质接触容易受到初始温度、流速以及流量的影响，采用增加接触面积散热的方式能够显著的增加加速冷却的稳定性，减小出现冷却速度过快导致焊接后焊缝1处材料脆化的可能性。
[0041] 具体地，双相钢工件分类繁多，此处不一一赘述，以管类双相钢工件的焊接为例进行具体说明。在其他双相钢工件的焊接中，只需通过散热接触部2接触焊缝1侧部热影响区域12，使得热量能够及时导出即可。
[0042] 对应管类的双相钢工件而言，此时焊缝1呈环形的结构，故散热接触部2呈弧面状的板状结构，以使得散热接触部2适配于热影响区域12，达到充分热传递的效果。
[0043] 参照图3，散热部3包括若干散热翅片31，若干散热翅片31沿呈弧形的板状结构，若干散热翅片31沿散热接触部2的中心轴线方向分布且散热翅片31呈弧形的板状结构。散热翅片31的板面垂直于散热接触部2，散热翅片31的内圈固定于散热接触部2的外壁，以用于将热量传递至外部。
[0044] 同时，为了进一步稳定的控制冷却速度，散热接触部2或散热接触部2与散热翅片31内成型有用于流通散热流体介质的散热通道32，本实施例2中，散热接触部2和散热翅片
31内均成型有散热通道32，以通过稳定的流体介质导入以及导入之后的流速控制冷却速度。
[0045] 此外，为了使得散热接触部2相对稳定的贴合于热影响区域12，散热接触部2通过固定组件4可拆卸的贴合于热影响区域12。
[0046] 固定组件4包括若干固定螺栓41，固定螺栓41分为两组并对应散热接触部2贴合另一组散热接触部2的边沿设置，固定螺栓41穿设于两组散热接触部2相互贴合的边沿，以用于将两组散热接触部2相互紧固并将管类的双相钢工件夹持住，从而使得散热接触部2保持贴合热影响区域12的状态。
[0047] 当然，在其他实施方式中，针对非管类的零件，无法通过固定螺栓41紧固的场景，此时固定组件4可选用磁铁，优选为电磁铁，配合固定于散热接触部2的磁吸件，使得散热接触部2保持贴合于热影响区域12的状态即可。
[0048] 本申请实施例中辅助设备的实施原理为：在焊接后，由于热影响区域12的热量会直接通过散热接触部2传递至散热翅片31进行加速散热，以加快冷却速度。同时，在焊接前后，只需通过固定螺栓41，使得两个散热接触部2夹持并贴合于热影响区域12即可。
[0049] 实施例3本申请实施例3公开一种双相钢焊接辅助设备，参照图4，与实施例2的不同之处在于固定螺栓41的螺头和螺母至少其中一个与散热接触部2之间设有垫环42，且垫环42外套于固定螺栓41的螺杆部位。在本实施例3中，垫环42位于固定螺栓41的螺母与散热接触2之间，且垫环42的热膨胀系数大于散热接触部2以及固定螺栓41的热膨胀系数，以使得加热之后，垫环42的热膨胀量大于固定螺栓41，反而能够使得固定螺栓41保持紧固两个散热接触部2的状态。
[0050] 具体地，垫环42螺旋延伸设置，以使得受热时能够及时膨胀。
[0051] 同时，在了减小散热接触部2受热之后膨胀过多导致与热影响区域12呈间隙配合，影响加速冷却的效果，散热接触部2的外部垫设有限制带43。限制带43被同一散热接触部2上两侧边沿的固定螺栓41穿设，且限制带43的热膨胀系数小于散热接触部2以及热影响区域12部分的热膨胀系数，限制带43位于垫环42背离固定螺栓41上螺母的一侧，从而使得受热时，限制带43的热膨胀量小于双相钢工件以及散热接触部2，配合固定螺栓41，能够使得散热接触部2充分稳定的贴合于热影响区域12。
[0052] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
