CN103111734A - 改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置 - Google Patents
改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103111734A CN103111734A CN2013100359560A CN201310035956A CN103111734A CN 103111734 A CN103111734 A CN 103111734A CN 2013100359560 A CN2013100359560 A CN 2013100359560A CN 201310035956 A CN201310035956 A CN 201310035956A CN 103111734 A CN103111734 A CN 103111734A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- underwater
- welded
- induction heating
- underwater wet
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)
Abstract
本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置。所述方法包括：在水下使用焊炬对焊接试样施焊的步骤，和对焊接试样的焊接面进行焊前预热和/或焊后热处理的步骤；相对应的装置包括水下焊接电源，与水下焊接电源相连接的焊炬，焊接试样，和置于焊接试样外的焊接水槽，焊接试样上表面放置感应加热线圈，感应加热线圈由感应加热电源控制。采用本发明的方法和装置，在对焊接试样进行有效热处理的同时还能够减缓焊缝冷却速度，达到减少焊缝及热影响区淬硬组织、降低冷裂纹倾向等湿法焊接缺陷的效果，操作方便。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置。
背景技术
水下焊接作为海洋钢结构重要施工技术，已成为海洋能源开发、舰船维修、海洋工程建设与修理不可缺少的工程手段。若干年来，伴随国家大力发展水利水电事业以及病险水库加固工程的展开，水下钢结构物的维护与修理也极需这种水下焊接技术。
相对其它水下焊接方法，湿法水下焊接具有如下优点：①直接用于水下焊接环境。②不需要其它辅助设备，移动方便、迅速。③只需要合格的潜水焊工和水下焊接设备，可在可潜水深的任何位置进行焊接，适应性强。④焊接作业时间占焊接总作业时间的比例大，省时、经济性好。因此，水下湿法焊接成为了目前应用最为广泛的水下焊接方法。最常用的是焊条电弧焊和药芯焊丝电弧焊。
湿法焊接是电弧在亚稳态的电弧空腔中连续燃烧的过程。由于水下湿法焊区周围不是空气而是水，电弧直接在水中燃烧，焊接的熔滴过渡及焊缝结晶成形过程也是直接在水中完成。受水汽蒸发的影响，焊接熔池同陆地上焊接相比，冷却速度约为陆地上焊接时的10-15倍，因此造成焊接熔池结晶速度加快，扩散氢含量更高，由此会导致气孔及冷裂纹等焊接缺陷的产生，降低焊接结构的使用性能及抗疲劳性能；受氧化性气氛的影响则会增加合金元素的烧损，并以非金属夹杂物的形式残留在焊缝中，从而降低焊接接头的力学性能。这就给水下焊接带来一系列不利影响。
为解决水下湿法焊接过程中焊接区冷却速度过快的问题，研究人员曾采用焊道加保温层、焊缝回火技术(多层多道焊)或采用铝热焊条的方法进行水下湿法焊接，尽管一定程度上减缓了焊缝的冷却速度，但效果不明显且效率不高。
发明内容
为改善水下湿法焊接接头质量，减少焊接缺陷的产生，本发明提出了一种能够改善水下湿法焊接工艺性能的方法，以减缓焊缝的冷却速率，达到减少焊缝淬硬组织、降低冷裂纹倾向等湿法焊接缺陷的效果。
本发明同时还提供了适用于上述方法的用于改善水下湿法焊接接头组织性能的装置。
本发明所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，该方法包括：在水下使用焊炬对焊接试样施焊的步骤，和对焊接试样的焊接面进行焊前预热和/或焊后热处理的步骤。
其中：焊前预热采用外加中频或高频感应加热的方法，焊后热处理采用外加中频或高频感应加热的方法。
进一步地，上述方法还包括对焊接试样的下表面进行焊前预热和/或焊后热处理的步骤。
再进一步地，焊前预热的温度控制在25℃-600℃，焊后热处理的温度控制在25℃-600℃。
本发明采用的与外加中频加热的方法相对应的改善水下湿法焊接接头组织性能装置，包括水下焊接电源，与水下焊接电源相连接的焊炬，焊接试样，和置于焊接试样外的焊接水槽，焊接试样上表面放置感应加热线圈，感应加热线圈由感应加热电源控制。
进一步地，上述装置在焊接试样的下表面也放置有感应加热线圈。
其中：感应加热线圈为中频或高频感应，同时相对应的感应加热电源为中频感应加热电源或高频感应加热电源。
施焊时，感应加热线圈位于焊炬之前或之后，与焊炬的相对位置固定，感应加热线圈与焊接试样之间的距离为3-12mm。其中感应加热电源功率可调，即焊接区域的温度可控，感应加热线圈与焊炬同步运动，且感应加热线圈与焊炬的中心距离可调。一方面，当对焊接区域进行焊前预热时，感应加热线圈置于焊炬的前面，预热升温到一定温度后，再进行焊接，以降低钢板的冷裂倾向等焊接缺陷；另一方面，当一处焊接完成后，感应加热线圈置于焊炬的后面，对焊缝进行焊后热处理，使焊接处逐渐冷却，而不是急剧降温，从而减缓焊缝的冷却速率，减少淬硬组织，减低扩散氢含量。
另外，采用中/高频感应加热线圈对工件进行加热融化的同时对焊接熔池也可进行电磁搅拌作用，这其中包含电磁搅拌的晶粒细化作用和高温场下的晶粒长大过程。同时，适当的控制感应温度，可使电磁搅拌的作用占优势，三维的电磁搅拌力可以细化晶粒，均匀化组织。
本发明通过采用中/高频感应加热的方法对湿法焊接区域进行焊前的预热或焊后热处理，可与焊接过程同时进行，在对焊接试样进行有效热处理的同时还能够减缓焊缝冷却速度，达到减少焊缝及热影响区淬硬组织、降低冷裂纹倾向等湿法焊接缺陷的效果，操作方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图中：1、水下焊接电源；2、感应加热电源；3、焊接试样；4、焊炬；5、感应加热线圈；6、焊接水槽。
具体实施方式
下面结合附图和实例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，包括在水下使用焊炬对焊接试样进行施焊的步骤，和对焊接试样的焊接面进行焊前预热的步骤。其中焊前预热采用外加中频感应加热的方法。
如图1所示，与上述方法相对应的改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，包括水下焊接电源1，与水下焊接电源1相连接的焊炬4，焊接试样3，和置于焊接试样3外的焊接水槽6，焊接试样3上表面放置中频感应加热线圈5，中频感应加热线圈5由中频感应加热电源2控制。
施焊时，中频感应加热线圈5位于焊炬4之前，中频感应加热线圈5距离焊接试样3上表面5mm，感应加热线圈5与焊炬4同步运动。逐渐调节感应加热电源2的频率，使作用到焊接区域的温度由低到高逐渐升至600℃，然后进行焊接。
实施例2
一种改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，包括在水下使用焊炬对焊接试样进行施焊的步骤，和对焊接试样的焊接面进行焊前预热和焊后热处理的步骤。其中焊前预热和焊后热处理均采用外加中频感应加热的方法。
如图1所示，与上述方法相对应的改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，包括水下焊接电源1，与水下焊接电源1相连接的焊炬4，焊接试样3，和置于焊接试样3外的焊接水槽6，焊接试样3上表面放置中频感应加热线圈5，中频感应加热线圈5由中频感应加热电源2控制。
施焊过程中，感应加热线圈5距离焊接试样3上表面8mm附近，感应加热线圈5与焊炬4同步运动。一方面，对焊接区域进行焊前预热：感应加热线圈5置于焊炬4之前，调节感应加热电源2的频率，作用到感应加热线圈5从而提供焊接区域焊前预热的热能量，预热自自然温度状态逐渐升温到600℃左右时，再进行焊接，以降低钢板的冷裂倾向等焊接缺陷；另一方面，当一处焊接完成后，将感应加热线圈5置于焊炬4之后，对焊缝进行焊后热处理，同样调节感应加热电源2的频率，使作用到焊接区域处的热能量由大到小，可以从600℃逐渐降低到25℃。
实施例3
一种改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，包括在水下使用焊炬对焊接试样进行施焊的步骤，和对焊接试样的焊接面进行焊后热处理的步骤。其中焊后热处理采用外加高频感应加热的方法。
如图1所示，与上述方法相对应的改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，包括水下焊接电源1，与水下焊接电源1相连接的焊炬4，焊接试样3，和置于焊接试样3外的焊接水槽6，焊接试样3上表面放置高频感应加热线圈5，高频感应加热线圈5由高频感应加热电源2控制。
施焊时，高频感应加热线圈5位于焊炬4之后，高频感应加热线圈5与焊炬4同步运动。当一处焊接完成后，高频感应加热线圈5置于距离焊缝上表面6mm处，逐渐调节感应加热电源2的频率，使作用到焊接区域的温度由高到低，可以从600℃逐渐降低到25℃，即完成一个焊后热处理的过程。
实施例4
用于改善水下湿法焊接接头组织性能的方法与上述实施例1的区别在于，还包括对焊接试样的背面进行焊前预热的步骤。
相对应的，在装置中，与实施例1的区别在于，焊接试样3的下表面也放置有感应加热线圈5。
实施例5
用于改善水下湿法焊接接头组织性能的方法与上述实施例2的区别在于，还包括对焊接试样的背面进行焊前预热的步骤。
相对应的，在装置中，与实施例2的区别在于，焊接试样3的下表面也放置有感应加热线圈5。
实施例6
用于改善水下湿法焊接接头组织性能的方法与上述实施例3的区别在于，还包括对焊接试样的背面进行焊前预热的步骤。
相对应的，在装置中，与实施例3的区别在于，焊接试样3的下表面也放置有感应加热线圈5。
在实际应用中，本领域的技术人员完全可以在本发明的技术方案内，合理选择其他的设计方法和参数，但与本发明所保护的技术方案实质性相同，仍落入本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，包括在水下使用焊炬对焊接试样进行施焊的步骤，其特征在于：该方法还包括对焊接试样的焊接面进行焊前预热和/或焊后热处理的步骤。
2.根据权利要求1所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，其特征在于：所述焊前预热和焊后热处理采用外加中频或高频感应加热的方法。
3.根据权利要求1或2所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，其特征在于：所述焊前预热的温度为25℃-600℃。
4.根据权利要求1或2所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，其特征在于：所述焊后热处理的温度为25℃-600℃。
5.根据权利要求1所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的方法，其特征在于：还包括对焊接试样的下表面进行焊前预热和/或焊后热处理的步骤。
6.一种改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，包括水下焊接电源(1)，与水下焊接电源(1)相连接的焊炬(4)，焊接试样(3)，和置于焊接试样(3)外的焊接水槽(6)，其特征在于：所述焊接试样(3)上表面放置感应加热线圈(5)，所述感应加热线圈(5)由感应加热电源(2)控制。
7.根据权利要求6所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，其特征在于：所述焊接试样(3)下表面也放置有感应加热线圈(5)。
8.根据权利要求6或7所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，其特征在于：所述感应加热线圈(5)为中频或高频感应，同时相对应的感应加热电源(2)为中频感应加热电源或高频感应加热电源。
9.根据权利要求6或7所述的改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，其特征在于：施焊时，所述感应加热线圈(5)位于焊炬(4)之前或之后，与焊炬(4)的相对位置固定。
10.根据权利要求6或7所述的用于改善水下湿法焊接接头组织性能的装置，其特征在于：所述感应加热线圈(5)与焊接试样之间的距离为3-12mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100359560A CN103111734A (zh) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | 改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2013100359560A CN103111734A (zh) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | 改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN103111734A true CN103111734A (zh) | 2013-05-22 |
Family
ID=48410147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2013100359560A Pending CN103111734A (zh) | 2013-01-23 | 2013-01-23 | 改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN103111734A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104923882A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下湿法焊接装置及方法 |
| CN104923883A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下复合湿法焊接装置及方法 |
| CN106624310A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-10 | 广州微点焊设备有限公司 | 电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法 |
| CN106695100A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-24 | 广州微点焊设备有限公司 | 电阻焊水下显微焊接自动化设备及电阻焊水下焊接方法 |
| CN108581145A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-28 | 天津大学 | 一种集成了预热功能的局部干法焊接排水罩的制作方法 |
| CN110434428A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-12 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种焊接热裂纹控制装置 |
| CN110814485A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-21 | 江苏鑫上电子科技有限公司 | 一种双轴光伏支架的光伏安装板焊接设备 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913570A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中溶接装置 |
| GB2308562A (en) * | 1995-12-29 | 1997-07-02 | Gen Electric | Underwater welding method and apparatus |
| US6166359A (en) * | 1997-09-27 | 2000-12-26 | Coflexip Stena Offshore Ltd. | Induction heating apparatus and method for pipeline welding operations |
| WO2004067219A1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-12 | David John Keats | Welding method |
| CN101905402A (zh) * | 2010-08-17 | 2010-12-08 | 哈尔滨工业大学 | 电磁感应加热辅助随焊冲击碾压焊缝整形装置 |
-
2013
- 2013-01-23 CN CN2013100359560A patent/CN103111734A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5913570A (ja) * | 1982-07-14 | 1984-01-24 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 水中溶接装置 |
| GB2308562A (en) * | 1995-12-29 | 1997-07-02 | Gen Electric | Underwater welding method and apparatus |
| US6166359A (en) * | 1997-09-27 | 2000-12-26 | Coflexip Stena Offshore Ltd. | Induction heating apparatus and method for pipeline welding operations |
| WO2004067219A1 (en) * | 2003-01-30 | 2004-08-12 | David John Keats | Welding method |
| CN101905402A (zh) * | 2010-08-17 | 2010-12-08 | 哈尔滨工业大学 | 电磁感应加热辅助随焊冲击碾压焊缝整形装置 |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104923882A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下湿法焊接装置及方法 |
| CN104923883A (zh) * | 2015-07-02 | 2015-09-23 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下复合湿法焊接装置及方法 |
| CN104923883B (zh) * | 2015-07-02 | 2017-01-11 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下复合湿法焊接装置及方法 |
| CN104923882B (zh) * | 2015-07-02 | 2017-01-11 | 哈尔滨工业大学（威海） | 一种水下湿法焊接装置及方法 |
| CN106624310A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-10 | 广州微点焊设备有限公司 | 电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法 |
| CN106695100A (zh) * | 2016-12-12 | 2017-05-24 | 广州微点焊设备有限公司 | 电阻焊水下显微焊接自动化设备及电阻焊水下焊接方法 |
| WO2018107655A1 (zh) * | 2016-12-12 | 2018-06-21 | 广州微点焊设备有限公司 | 电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法 |
| CN108581145A (zh) * | 2018-04-13 | 2018-09-28 | 天津大学 | 一种集成了预热功能的局部干法焊接排水罩的制作方法 |
| CN110434428A (zh) * | 2019-08-02 | 2019-11-12 | 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 | 一种焊接热裂纹控制装置 |
| CN110814485A (zh) * | 2019-11-26 | 2020-02-21 | 江苏鑫上电子科技有限公司 | 一种双轴光伏支架的光伏安装板焊接设备 |
| CN110814485B (zh) * | 2019-11-26 | 2021-10-15 | 江苏鑫上电子科技有限公司 | 一种双轴光伏支架的光伏安装板焊接设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103111734A (zh) | 改善水下湿法焊接接头组织性能的方法及装置 | |
| CN101328567B (zh) | 高温钛合金焊后双重电子束局部热处理方法 | |
| CN105710537A (zh) | 一种铝合金超声辅助激光电弧复合焊接方法 | |
| CN102049599B (zh) | 一种超高强海洋结构用钢板f460z埋弧焊接方法 | |
| CN102380688A (zh) | 随焊电磁感应加热控制焊接热裂纹的方法和装置 | |
| CN105364269A (zh) | 一种铜板及其合金的熔化焊接方法 | |
| CN102489845A (zh) | 复合热源螺柱焊机器人焊接方法及其系统 | |
| CN104959703A (zh) | 一种海工高强钢板的焊接方法及应用 | |
| Chen et al. | Microstructure and mechanical properties of HSLA thick plates welded by novel double-sided gas metal arc welding | |
| Fan et al. | Water cooling keyhole gas tungsten arc welding of HSLA steel | |
| Zhan et al. | Comparison between weave bead welding and multi-layer multi-pass welding for thick plate Invar steel | |
| Boob et al. | Study on effect of manual metal Arc welding process parameters on width of heat affected zone (HAZ) for Ms 1005 steel | |
| CN104625322A (zh) | 大型非标设备厚板全位置焊接方法 | |
| CN101890570B (zh) | 基于中间层阻隔控制的铝合金与钢的电子束焊接方法 | |
| CN105081574A (zh) | 一种分层脉冲激光降低殷瓦钢焊接热裂倾向的方法 | |
| CN113102891B (zh) | 一种外加磁场抑制铝合金激光-mig复合焊接塌陷的方法及装置 | |
| Cao et al. | Investigation of hot-wire TIG welding based on the heat-conduction | |
| CN105643061B (zh) | 用于超高强度厚钢板的co2气体保护焊的焊接方法 | |
| Shi et al. | Control system for high-efficiency double-electrode MIG welding | |
| CN104002059A (zh) | 一种埋弧焊丝及焊接方法 | |
| CN105562893B (zh) | 用于大规格超高强度钢板的co2气体保护焊的焊接方法 | |
| CN103132008A (zh) | 一种感应加热器及其在钢轨上非预热熔覆合金的方法 | |
| CN111715982A (zh) | 一种新型高合金奥氏体耐热不锈钢的焊接方法 | |
| CN104263325B (zh) | 钢管直缝埋弧焊焊缝冷却液及其使用方法 | |
| CN105710542A (zh) | 一种避免中高碳钢复合焊接裂纹生成的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130522 |