CN101564790A - 海洋钢结构气体保护焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
一种海洋钢结构气体保护焊接工艺,包括焊件清洁和固定;设定焊缝坡口;设定焊接工艺参数;调整焊枪位置对焊接接头进行施焊;焊后清理焊道表面;其中设定填充焊步骤工艺参数为:焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为30-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.6mm;气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min;设定盖面焊步骤工艺参数为:焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为20-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.2mm或者1.6mm;所述气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min。
Description
技术领域
本发明涉及焊接工艺方法,尤其涉及一种适用于海洋工程钢结构的建造,操作简单,节省工时且效率高的海洋钢结构气体保护焊接工艺。
背景技术
在海洋工程中,建造组块和导管架等钢结构是主要的任务,目前在导管架和组块的建造中,除吊点外所有位置几乎都是焊接而成。在导管架和组块建造中焊接位置多为固定式,经过初步统计,其中35至40%为平焊位置,15至20%为横焊位置,15至20%为立焊位置,15至20%为仰焊位置;在这些焊接位置中,横焊位置和平焊位置的操作相对比较简单。
传统焊接工艺包括:(1)焊件清洁和固定;(2)设定焊缝坡口;(3)设定封底电弧焊步骤工艺参数;(4)设定填充焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(5)设定盖面焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(6)调整焊枪位置对焊接接头进行施焊;(7)焊后对焊道表面进行清理。
传统的焊接工艺中焊接步骤包括封底(Root)焊、填充(Fill)焊和盖面(Cap)焊,均采用手工电弧焊方式(SMAW);焊条(即填充金属)直径一般采用3.2毫米和4.0毫米,其焊接的工艺参数如表1所示。
表1传统焊接工艺的主要参数
传统焊接工艺在进行焊接时,焊工要不断更换焊条,浪费焊接时间;另外焊接电流和电压较小,熔敷效率较低。由于传统焊接工艺落后,效率低下,因此,近些年来,该行业对传统焊接工艺进行创新,对焊接步骤中的填充焊和盖面焊采用气体保护焊的焊接工艺,使用焊丝(即填充金属)直径为1.2毫米的CO2药芯焊丝,具体焊接参数如表2所示。通过气体保护的CO2药芯焊工艺的实施,可以使焊接效率提高2至3倍。焊接效率主要通过单工时填充熔敷金属的数量进行计算,根据现场施工经验,手工焊的正常熔敷效率为1.2kg/h,CO2药芯焊的正常熔敷效率为2.6kg/h。
表2改进的传统焊接工艺的主要参数
随着目前海洋工程的迅速发展,建造组块和导管架等钢结构的任务业日益增加,因此需要建造进度进一步加快,曲此必然需要焊接专业更进一步提高焊接效率,以适应发展的形势。为此,该行业在实施CO2药芯焊工艺的基础上,又进一步的研究改进能够提高焊接效率的工艺。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点,而提供一种海洋钢结构气体保护焊接工艺(FCAW-G),其焊接参数设定科学合理,可以适用于多种规格焊丝的操作,且使海洋钢结构建造工程中各个位置的焊接操作都容易实现,保证焊接质量,提高焊接效率,降低生产成本,效果理想。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明海洋钢结构气体保护焊接工艺,包括(1)焊件清洁和固定;(2)设定焊缝坡口;(3)设定封底电弧焊步骤工艺参数;(4)设定填充焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(5)设定盖面焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(6)调整焊枪位置对焊接接头进行施焊;(7)焊后清理焊道表面;其特征在于,所述(4)设定填充焊步骤工艺参数为:焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为30-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.6mm;气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min;所述(5)设定盖面焊步骤工艺参数为:焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为20-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.2mm或者1.6mm;所述气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min。
前述的海洋钢结构气体保护焊接工艺,其中焊缝坡口形式为I字型、V字型、X字型、Y字型、U字型、双面U字型或者K字型。
前述的海洋钢结构气体保护焊接工艺,其中焊接接头形式为对接、搭接或者角接。
前述的海洋钢结构气体保护焊接工艺,其中焊件材料为合金钢、低碳钢、不锈钢或者黑色金属及其合金。
本发明海洋钢结构气体保护焊接工艺的有益效果,1、可以适用于多种规格焊丝的操作。2、使海洋钢结构建造工程中各个位置的焊接操作都容易实现。3、保证焊接质量好。4、与现有焊接工艺相比较,可以提高焊接效率14%;在焊口面积相同的情况下,能够缩短工时14%左右。5、能够降低生产成本。
具体实施方式
本发明海洋钢结构气体保护焊接工艺,包括(1)焊件清洁和固定;(2)设定焊缝坡口;(3)设定封底电弧焊步骤工艺参数;(4)设定填充焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(5)设定盖面焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(6)调整焊枪位置对焊接接头进行施焊;(7)焊后清理焊道表面;其改进之处在于,所述(4)设定填充焊步骤工艺参数为,焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为30-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.6mm;气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min;所述(5)设定盖面焊步骤工艺参数为,焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为20-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.2mm或者1.6mm;所述气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min。
本发明海洋钢结构气体保护焊接工艺,其中,焊缝坡口形式为I字型、V字型、X字型、Y字型、U字型、双面U字型或者K字型;焊接接头形式为对接、搭接或者角接;焊件材料为合金钢、低碳钢、不锈钢或者黑色金属及其合金。
实施例:
在进行海洋石油平台制造组块焊接时,对焊件进行打磨清洁,并采用定位焊进行固定,设定焊缝坡口为对接I字型;然后进行焊接。焊接步骤为:首先进行封底(Root)焊接,采用手工电弧焊进行,采用LB-52U焊条,在封底焊接完成后,再采用药芯焊进行填充和盖面焊接,本发明实施例采用1.6毫米直径的药芯焊丝进行填充和盖面焊接步骤。具体焊接参数如表3。
表3本发明海洋钢结构气体保护焊接工艺(FCAW-G)实施例参数
焊后采用砂轮或钢丝刷进行打磨清理焊道表面;经外观检验和机械性能测试均合格,测试数据为:抗拉强度达到560MPa,-40℃热影响区的平均夏比冲击功达到150J。
本发明海洋钢结构气体保护焊接工艺的优点及原理:1、本发明的气体保护焊接工艺在实施焊接时,只需更换不同尺寸的导电嘴,调节焊接参数,其他设备均不改变,因此可以适用于多种规格焊丝的操作。2、本发明的气体保护焊接工艺(FCAW-G)属于半自动焊接方法,具有可进行全位置焊的功能,因此使海洋钢结构建造工程中各个位置的焊接操作都容易实现。3、保证焊接质量,经焊接试验验证,焊接接头的机械性能理想。4、与现有焊接工艺相比较,1.2mm焊丝的熔敷效率为2.6Kg/h,1.6mm焊丝的熔敷效率为3.0Kg/h,可以提高焊接效率14%;采用本发明海洋钢结构气体保护焊接工艺,由于使用焊丝直径加大,焊接效率的提高,因此在焊口面积相同的情况下,能够缩短工时14%左右。5、能够降低生产成本,本发明的工艺,使用的设备,焊材均与现有技术相同,只需更换导电嘴,而1.6毫米和1.2毫米焊丝价格相同,因此在焊接效率提高的前提下,可以使生产成本降低。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围。
Claims (4)
1、一种海洋钢结构气体保护焊接工艺,包括(1)焊件清洁和固定;(2)设定焊缝坡口;(3)设定封底电弧焊步骤工艺参数;(4)设定填充焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(5)设定盖面焊步骤中焊接电流、焊接电压、焊接速度、送丝速度、焊丝直径、气体类型和气体流速的焊接工艺参数;(6)调整焊枪位置对焊接接头进行施焊;(7)焊后清理焊道表面;其特征在于,所述(4)设定填充焊步骤工艺参数为:焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为30-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.6mm;气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min;所述(5)设定盖面焊步骤工艺参数为:焊接电流为直流正极(DC+),强度为180-220A;焊接电压为20-35V;焊接速度为150-250mm/min;焊丝类型为药芯焊丝,焊丝直径为1.2mm或者1.6mm;所述气体类型为二氧化碳,气体流速为10-30L/min。
2、根据权利要求1所述的海洋钢结构气体保护焊接工艺,其特征在于,所述焊缝坡口形式为I字型、V字型、X字型、Y字型、U字型、双面U字型或者K字型。
3、根据权利要求1所述的海洋钢结构气体保护焊接工艺,其特征在于,所述焊接接头形式为对接、搭接或者角接。
4、根据权利要求1所述的海洋钢结构气体保护焊接工艺,其特征在于,所述焊件材料为合金钢、低碳钢、不锈钢或者黑色金属及其合金。
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