CN101890558A - 管道mag自动打底焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提公开了一种管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:1)硬件准备包括:2)焊前准备:3)焊接工艺调整和存储,在控制系统PLC控制平台上输入焊接工艺参数,包括自动打底焊接工艺参数和盖面参数;4)运行设备进行自动焊接。本发明的管道MAG打底自动焊接工艺方法,提高了焊接效率、保证了焊缝质量的重现性,极大限度的淡化了工人的操作技能和劳动强度,解决了传统焊接工艺方法不能实现自动打底焊的高技术要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道自动打底(或根焊)的焊接工艺方法,尤其是涉及一种碳钢、不锈钢管道的MAG(熔化极气体保护焊)自动打底焊接工艺,属于焊接自动控制技术领域。
背景技术
管道的焊接由于管道存在一定的椭圆度、厚薄不均,容易导致手工点焊组对时存在错边大、组对间隙不好控制等现象。所以,目前国内外管道焊接方法仍然采用传统的手工TIG(钨极氩弧焊)打底,电焊条、气保焊或埋弧焊的传统焊接工艺,传统焊接工艺的焊接工艺不能实现自动打底,所以程序复杂,人工劳动强度大,对工人的操作技能要求高,不能适应自动化程度越来越高的焊接工艺的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现管道自动焊打底的焊接工艺方法。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)硬件准备包括:
采用满足以下条件的自动焊装备,包括
高性能数字化脉冲逆变电源;
管件防窜动和跳动的旋转装备,采用变位机、管钳工装;
焊枪移动和角度调整装备;
焊接摆动装置;
自动焊焊接控制系统;
焊接监视器;
2)焊前准备:
21)制备坡口,并对坡口及其内外壁两侧进行清理,直至露出金属光泽;
22)将两根准备焊接的带坡口的管道进行对口装备,对口间隙控制在2~6mm范围内;
23)点固焊固定:点固焊的焊接材料和自动MAG打底焊接材料相同、焊丝直径不定,采用手工钨极氩弧焊点固焊;点焊长度为20mm,起弧点处和收弧处过渡要光滑,电流为120A~180A;
24)将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上;
25)调整焊枪角度到30°~50°,并调整焊枪到焊缝的位置,焊丝伸出长度为10-15mm;
3)焊接工艺调整和存储:
在控制系统的PLC控制平台上输入焊接工艺参数,自动打底焊接工艺参数如下:
焊丝:Φ1.0,焊丝材料根据工艺要求选定;焊接气体:Ar80%+CO220%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:100~200mm/min;焊接电流:60A~150A;焊接电压:18V~23V;摆幅:2~8mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;焊枪角度:30°~60°;
盖面参数为:
焊丝:Φ1.2,焊丝材料根据工艺要求选定;焊接气体:Ar80%+CO220%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:200~300mm/min;焊接电流:150A~250A;焊接电压:23V~28V;摆幅:3~10mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;焊枪角度:0°~30°;
4)运行设备进行自动焊接
调用打底焊接工艺参数进行自动焊打底,焊接过程中操作工人通过观察监视器,根据监视器上实时在线的熔池状态和间歇状态进行焊接参数微调,直至打底过程结束,打底结束后再调用盖面参数对管道进行填充盖面。
本发明所达到的有益效果:
本发明的管道MAG打底自动焊接工艺方法,提高了焊接效率、保证了焊缝质量的重现性,极大限度的淡化了工人的操作技能和劳动强度,解决了传统焊接工艺方法不能实现自动打底焊的高技术要求,是管道自动打底焊的一次革新。
具体实施方式
实施实例一:
以20#钢Φ219.1×8.18的碳钢管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填充盖面焊接,按照下列步骤进行操作:工作环境:0℃~40℃
1)硬件准备:
采用满足以下条件的自动焊装备一套:
11)焊接电源的高性能要求,控制线能量的输入,采用美国林肯的STT、德国EWM的ColdArc或奥地利福尼斯的CMT等高性能数字化脉冲逆变电源;
低线能量的电弧控制技术使管道自动MAG打底焊接工艺成为可能;精确控制熔池,较少热输入,使焊接电流更小到50A左右,无飞溅焊接,并不断弧;并可实现超威弧和脉冲焊的随意转换,实现打底完毕后自动填充盖面;带数字化电流电压控制的控制接口,使系统和电源实现无缝连接;
12)管件防窜动和跳动的旋转装备,优选的,采用变位机、管钳等工装;
旋转装备可有效防止管件在旋转过程中的窜动和跳动;开口式的管钳结构设计利于管件吊装;电动夹紧机构减少工人劳动量;开口式管钳结构对于较长管道有很大的帮助,使焊缝尽可能的靠近管钳位置,一定程度上避免了工件旋转过程中的跳动量;交流伺服控制调速范围大、反应快,满足不同管径管道的焊接需求;
13)焊枪移动和角度调整装备;
焊枪角度选择很关键,不同的角度熔池受力不同,可以防焊穿和防止更大间歇时有效保证单面焊双面成型;
14)焊接摆动装置;
2)焊前准备:
21)制备V型坡口,不留钝边,并对坡口及其内外壁两侧进行清理,直至露出金属光泽;
22)将两根准备焊接的带坡口的管道进行对口装备,对口间隙控制在2~6mm范围内,并检查确认被焊接部位及边缘20mm内无缺陷;
23)点固焊固定:点固焊的焊接材料和自动MAG打底焊接材料相同,选用ER50-6焊丝、焊丝直径不作要求,采用手工钨极氩弧焊点固焊;点焊长度为20mm左右,起弧点处和收弧处过渡要光滑,电流为120A~180A;
24)将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装(管钳)上;
25)调整焊枪角度到30°~50°,并调整焊枪到焊缝的位置,焊丝伸出长度约为10-15mm;
3)焊接工艺调整和存储:
在PLC控制平台上输入焊接工艺参数,自动打底焊接工艺参数如下:
坡口形式:V型,单边37.5°,焊接层数:3层,打底焊一层,填充盖面连续焊两层。
焊丝:Φ1.0,焊丝材料:ER50-6;焊接气体:Ar80%+CO220%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:100~200mm/min;焊接电流:60A~150A;焊接电压:18V~23V;摆幅:2~8mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;焊枪角度:30°~50°;管道背面不通背保护气。
填充/盖面参数为(连续两层):
焊丝:Φ1.2,焊丝材料根据工艺要求选定;焊接气体:Ar80%+CO220%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:200~300mm/min;焊接电流:150A~250A;焊接电压:23V~28V;摆幅:3~10mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;焊枪角度:0°~30°;焊接度数:730°。
4)运行设备进行自动焊接
调用打底焊接工艺参数进行自动焊打底,焊接过程中操作工人通过观察监视器,根据监视器上实时在线的熔池状态和间歇状态进行焊接参数微调,直至打底过程结束。打底结束后再调用盖面参数对管道进行填充盖面。
自动MAG焊打底结果表明,焊缝正面外观成型美观,焊缝背面成型均匀、美观,凸出1-1.5mm。对焊接试件进行焊接性能检测,X射线探伤为1级,机械性能检测见表1。
表1:机械性能报告
实施实例二:
以20#钢Φ370×18的碳钢管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填充盖面焊接,焊接工艺与实施例一相同。对焊接试件进行X射线探伤:1级合格。
实施实例三:
以不锈钢316LΦ119×16的管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填充盖面焊接,焊接方法与步骤与实施例一相同。焊接工艺参数如下:
坡口形式:V型,单边37.5°,焊接层数:4层,打底焊一层,填充焊三层,盖面一层。
打底焊参数:
焊丝:Φ1.0,焊丝材料:316L;焊接气体:Ar98%+CO22%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:100~200mm/min;焊接电流:60A~150A;焊接电压:18V~23V;摆幅:2~6mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;焊枪角度:30°~50°;管道背面背保护气流量:20L/min。焊接度数:365°。
填充盖面参数为(三层):
焊丝:Φ1.2,焊丝材料根据工艺要求选定;焊接气体:Ar98%+CO22%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:200~300mm/min;焊接电流:150A~250A;焊接电压:23V~28V;摆幅:4~12mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;焊枪角度:0°~30°;焊接度数:1095°。
对焊接试件进行X射线探伤:1级合格。
以上已以较佳实施例公开了本发明,然其并非用以限制本发明,凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)硬件准备:
采用以下自动焊装备,包括
高性能数字化脉冲逆变电源;
管件防窜动和跳动的旋转装备;
焊枪移动和角度调整装备;
焊接摆动装置;
自动焊焊接控制系统;
焊接监视器;
2)焊前准备:
21)制备坡口,并对坡口及其内外壁两侧进行清理,直至露出金属光泽;
22)将两根准备焊接的带坡口的管道进行对口装备,对口间隙控制在2~6mm范围内;
23)点固焊固定;
24)将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上;
25)调整焊枪角度到30°~50°,并调整焊枪到焊缝的位置,焊丝伸出长度为10-15mm;
3)焊接工艺调整和存储:
在自动焊焊接控制系统PLC控制平台上输入焊接工艺参数,
自动打底焊接工艺参数如下:
焊丝:Φ1.0,焊丝材料根据工艺要求选定;焊接气体:Ar80%+CO220%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:100~200mm/min;焊接电流:60A~150A;焊接电压:18V~23V;摆幅:2~8mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;焊枪角度:30°~60°;
盖面参数为:
焊丝:Φ1.2,焊丝材料根据工艺要求选定;焊接气体:Ar80%+CO220%;气体流量:15~20L/min;焊接速度:200~300mm/min;焊接电流:150A~250A;焊接电压:23V~28V;摆幅:3~10mm;边缘停留时间:0.1~0.5s;
焊枪角度:0°~30°;
4)运行设备进行自动焊接
调用打底焊接工艺参数进行自动焊打底,焊接过程中操作工人通过观察监视器,根据监视器上实时在线的熔池状态和间歇状态进行焊接参数微调,直至打底过程结束,打底结束后再调用盖面参数对管道进行填充盖面。
2.根据权利要求1所述的管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于:在所述步骤23)中,点固焊的焊接材料和自动MAG打底焊接材料相同,采用手工钨极氩弧焊点固焊;点焊长度为20mm,起弧点处和收弧处过渡光滑,电流为120A~180A。
3.根据权利要求1所述的管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于:所述管件防窜动和跳动的旋转装备采用变位机或管钳工装。
4.根据权利要求1或2或3所述的管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于:在所述步骤4)中,对于20#钢Φ219.1×8.18的碳钢管道采用自动焊装备进行打底焊接和填充盖面焊接过程中,坡口形式:V型,单边37.5°,焊接层数:3层,打底焊一层,填充盖面连续焊两层。
5.根据权利要求4所述的管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于:在所述步骤3)中,打底焊参数中,焊枪角度:30°~50°;管道背面不通背保护气。
6.根据权利要求1或2或3所述的管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于:在所述步骤4)中,对于不锈钢316LΦ119×16的管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填充盖面焊接,坡口形式:V型,单边37.5°,焊接层数:4层,打底焊一层,填充焊三层,盖面一层。
7.根据权利要求6所述的管道MAG自动打底焊接方法,其特征在于:在所述步骤3)中,打底焊参数中,焊枪角度:30°~50°;管道背面背保护气流量:20L/min,焊接度数:365°;
填充盖面参数中,焊接度数:1095°。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20101124 |