CN102500887A

CN102500887A - 一种铁路运输车辆排管焊接方法

Info

Publication number: CN102500887A
Application number: CN2011103367292A
Authority: CN
Inventors: 程洪建; 杨永升; 张志昌; 张建锋
Original assignee: CSR Meishan Rolling Stock Co Ltd
Current assignee: CRRC Meishan Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2011-10-28
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2031-10-28
Also published as: CN102500887B

Abstract

本发明公开了一种铁路运输车辆排管焊接方法，包括焊接位置、环境温度、焊接温度、焊接程序和焊接材料控制，本发明采用熔化极惰性气体保护双层焊，可以达到焊缝密封的要求，并且大大提高了工作效率，淘汰了钨极氩弧焊打底焊条电弧焊盖面的保守工艺，且减小了焊接热输入，更有利于保证该类重要焊缝热影响区性能，并为采用自动化设备焊接该类型焊缝，提供了支持。

Description

一种铁路运输车辆排管焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺，尤其涉及一种铁路运输车辆排管焊接方法。

背景技术

随着铁路运输需要的发展，各种特殊物质的运输需要对铁路车辆关键部位密封性的要求进一步提高。某些粘稠液态物质的装卸时需要对加热管路不断加热，加热排管的焊接工艺成为一大难点，要求该焊接工艺能够高效、安全、低成本。目前焊接工艺为钨极氩弧焊打底焊条电弧焊盖面，它为了确保第一层焊道的熔深熔宽，采用了钨极氩弧焊，又为降低第二层(盖面层)的焊接难度，采用了焊条电弧焊盖面，该工艺保证到焊缝的质量，但涉及两种焊接方法，操作繁琐，且限于待焊件的外形，只能采用手工操作，效率低下。

熔化极活性气体保护焊是目前常用的焊接工艺方法，以惰性气体与氧化性气体(O2，CO2)混合气为保护气体时，或以CO2气体或CO2+O2混合气为保护气时，统称为熔化极活性气体保护电弧焊，在国际上简称为MAG焊。熔化极活性气体保护电弧焊可适用于大部分主要金属，包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金。其特点是显著提高电弧稳定性，熔滴细化，过渡频率增加，飞溅大大减少，飞溅率为1％-3％，采用射流过渡时几乎无飞溅，焊缝成形美观。此外，采用混合气体保护还可以改善熔深形状，未焊透和裂纹等缺陷大大减少，并能提高焊缝金属的性，减少焊后清理工作量，节能降耗，改善操作环境。目前MAG焊接对铁路运输车辆排管，特别是需要加热的铁路运输车辆管路的焊接还没有质量完全符合要求的焊接工艺方法。

发明内容

本发明根据现有技术的不足公开了一种铁路运输车辆排管焊接方法，本发明要解决的问题是提供一种通过焊接方法选择、焊接设备选择、焊接材料选择、焊接工艺参数的设计和焊接质量检测实现铁路运输车辆排管，特别是需要加热的铁路运输车辆管路安全、高效、高质量焊接的方法。

本发明通过以下技术方案实现：

铁路运输车辆排管焊接方法，包括以下特征：

(1)焊接位置的坡口是半V型，坡口角度为30～50度，钝边宽0～1mm，间隙不大于2mm；

(2)环境温度不低于5℃，当环境温度低于5℃时，对待焊件进行预热，预热温度100℃～150℃，预热宽度为焊缝两侧各100mm；

(3)焊接过程中，层间温度控制在100℃～150℃内。层间温度是指多道焊时，焊接后续焊道前，其相邻焊道应保持的温度，本发明中即焊接B焊道时，A焊道温度应保持在100℃～150℃。

(4)焊接采用熔化极活性气体保护电弧焊，分两层进行；保护气体是80％Ar+20％CO2混合气，混合气流量15～22L/min，焊丝直径1.2mm，第一层焊接电流110～210A，焊接电压20～24V，焊接速度32～35cm/min，第二层焊接电流200～230A，焊接电压22～25V，焊接速度30～35cm/min。

进一步在焊接位置对接焊接时，对接位置的坡口角度为30～35度，第一层焊接电流110～120A，焊接电压20～22V，焊接速度32cm/min，第二层焊接电流200～220A，焊接电压22～24V，焊接速度35cm/min，焊缝熔深大于4.5mm。

进一步在焊接位置角接焊接时，角接位置的坡口角度为50度，第一层焊接电流190～210A，焊接电压22～24V，焊接速度33～35cm/min，第二层焊接电流210～230A，焊接电压23～25V，焊接速度30～32cm/min，焊缝熔深大于4.5mm。

更进一步在焊接位置角接焊接时，焊接成型余高大于6mm。所述焊接成型余高是焊接后接头部焊接金属成型高于角顶点形成加强。

上述焊丝按重量百分比，包括以下组分：C：0.06～0.15％，Mn：1.40～1.85％，Si：0.80～1.15％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Ni：≤0.15％，Cr：≤0.15％，Mo：≤0.15％，V：≤0.03％，Cu：≤0.50％，其余为Fe及不可避免的杂质。

上述焊丝抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥420MPa，伸长率≥22％，当伸长率超过22％时，每增加1％，抗拉强度和屈服强度可减小10MPa，但抗拉强度最低值不得小于480MPa，屈服强度最低值不得小于400MPa，-30℃下的冲击功≥27J。

本发明有益性，本发明采用上述焊接工艺方法可以达到焊缝密封的要求，并且大大提高了工作效率，淘汰了钨极氩弧焊打底焊条电弧焊盖面的保守工艺，且减小了焊接热输入，更有利于保证该类重要焊缝热影响区性能，并为采用自动化设备焊接该类型焊缝，提供了支持。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明对接位置焊接接头示意图；

图2是本发明对接位置焊接顺序及局部剖视放大示意图；

图3是本发明角接位置焊接接头示意图；

图4是本发明角接位置焊接顺序及局部剖视放大示意图；

图5为对接位置焊接接头宏观金相图；

图6为角接位置焊接接头宏观金相图。

图中，A是第一焊接道，B是第二焊接道，其它为相关焊接参数。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明，具体实施方式是对本发明原理的进一步说明，不以任何方式限制本发明，与本发明相同或类似技术均没有超出本发明保护的范围。

实施例1

结合图1、图2和图5。

如图所示，本例针对铁路运输车辆GN70排管实施本发明工艺方法的对接焊接。具体采用以下步骤：

(1)焊接位置的坡口是半V型，坡口角度为30～35度，钝边宽0～1mm，间隙不大于2mm；

(3)焊接过程中，层间温度控制在100℃～150℃内；层间温度是指多道焊时，焊接后续焊道前，其相邻焊道应保持的温度，本发明中即焊接B焊道时，A焊道温度应保持在100℃～150℃；

(4)焊接采用熔化极活性气体保护电弧焊，分两层进行；保护气体是80％Ar+20％CO2混合气，混合气流量15～22L/min，焊丝直径1.2mm，第一层焊接电流110～120A，焊接电压20～22V，焊接速度32cm/min，第二层焊接电流200～220A，焊接电压22～24V，焊接速度35cm/min，焊缝熔深大于4.5mm。

采用焊丝按重量百分比，包括以下组分：C：0.06～0.15％，Mn：1.40～1.85％，Si：0.80～1.15％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Ni：≤0.15％，Cr：≤0.15％，Mo：≤0.15％，V：≤0.03％，Cu：≤0.50％，其余为Fe及不可避免的杂质。焊丝抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥420MPa，伸长率≥22％，-30℃下的冲击功≥27J。

如图所示，焊接件对接位置坡口角度为30°～35°，两焊接件对接形成的全坡口角度为60±5度，间隙不大于2mm，焊接时先焊接第一层A，再进行第二层B焊接，图2中4.5V表示该焊缝熔深应达到4.5mm。

结合图5，对接位置焊接接头宏观金相图表明焊接符合要求。

实施例2

结合图2、图3和图6。

如图所示，本例针对铁路运输车辆GN70排管实施本发明工艺方法的角接焊接。具体采用以下步骤：

(1)焊接位置的坡口是半V型，坡口角度为50度，钝边宽0～1mm，间隙不大于2mm；

(4)焊接采用熔化极活性气体保护电弧焊，分两层进行；保护气体是80％Ar+20％CO2混合气，混合气流量15～22L/min，焊丝直径1.2mm，第一层焊接电流190～210A，焊接电压22～24V，焊接速度33～35cm/min，第二层焊接电流210～230A，焊接电压23～25V，焊接速度30～32cm/min，焊缝熔深大于4.5mm。

如图所示，在焊接位置角接焊接时，焊接成型余高大于6mm。所述焊接成型余高是焊接后接头部焊接金属成型高于角顶点形成加强。

如图所示，焊接件角接位置坡口角度为50度，两焊接件角接形成焊缝，间隙不大于2mm，焊接时先焊接第一层A，再进行第二层B焊接，图4中4.5V表示该焊缝熔深应达到4.5mm，Z6

表示该焊缝应有焊角为6mm的加强余高。

结合图6，对接位置焊接接头宏观金相图表明焊接符合要求。

检测结果：

模拟对接位置焊接试件、模拟角接位置焊接试件焊后放置24小时，经湿法磁粉表面探伤，无表面裂纹。

对接试件抗拉强度为480MPa，伸长率为24％，在压头直径为18mm，180度弯曲试验中，正弯背弯均合格。根据JB/T6963相关规定，其宏观金相也判合格。角接试件根据JB/T6963相关规定，其宏观金相也判合格。

本发明适用于运油罐车类用排管装配的焊接，使用其它近似保护气体焊接亦应在保护范围内。

Claims

1.一种铁路运输车辆排管焊接方法，其特征是：

(3)焊接过程中，层间温度控制在100℃～150℃内；

(4)焊接采用熔化极活性气体保护电弧焊，分两层进行；保护气体是80％Ar+20％CO₂混合气，混合气流量15～22L/min，焊丝直径1.2mm，第一层焊接电流110～210A，焊接电压20～24V，焊接速度32～35cm/min，第二层焊接电流200～230A，焊接电压22～25V，焊接速度30～35cm/min。

2.根据权利要求1所述的铁路运输车辆排管焊接方法，其特征是：在焊接位置对接焊接时，对接位置的坡口角度为30～35度，第一层焊接电流110～120A，焊接电压20～22V，焊接速度32cm/min，第二层焊接电流200～220A，焊接电压22～24V，焊接速度35cm/min，焊缝熔深大于4.5mm。

3.根据权利要求1所述的铁路运输车辆排管焊接方法，其特征是：在焊接位置角接焊接时，角接位置的坡口角度为50度，第一层焊接电流190～210A，焊接电压22～24V，焊接速度33～35cm/min，第二层焊接电流210～230A，焊接电压23～25V，焊接速度30～32cm/min，焊缝熔深大于4.5mm。

4.根据权利要求3所述的铁路运输车辆排管焊接方法，其特征是：在焊接位置角接焊接时，焊接成型余高大于6mm。

5.根据权利要求2或3或4所述的铁路运输车辆排管焊接方法，其特征是：所述焊丝按重量百分比，包括以下组分：C：0.06～0.15％，Mn：1.40～1.85％，Si：0.80～1.15％，P：≤0.025％，S：≤0.025％，Ni：≤0.15％，Cr：≤0.15％，Mo：≤0.15％，V：≤0.03％，Cu：≤0.50％，其余为Fe及不可避免的杂质。

6.根据权利要求5所述的铁路运输车辆排管焊接方法，其特征是：所述焊丝抗拉强度≥500MPa，屈服强度≥420MPa，伸长率≥22％，-30℃下的冲击功≥27J。