CN104625456B - 一种斜y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法，包括以下步骤：1)坡口加工：机械预加工待焊试件坡口；2)焊件组装：在拘束焊缝部位预留间隙d，d与焊件厚度t满足关系式：d＝4.32‑1.92·exp(‑0.0383·t)，9≤t≤100mm；3)焊接：打底焊焊接电流100～150A，填充及盖面焊时为防止角变形正反两面交替焊接直至焊完，第1‑6焊道焊接电流120～170A，焊枪不摆动，后续焊道焊接电流120～250A，焊枪可摆动，焊道宽度控制在20mm以内。采用该方法制造的拘束焊缝无焊接缺陷，无需在焊接试验部位插入塞片即可保证焊件间隙，省去拆除塞片的繁重工作，降低劳动强度且提高工作效率。

Description

一种斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法
技术领域
本发明属于金属材料焊接性试验方法，特别涉及一种斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法。
背景技术
斜Y型坡口焊接裂纹试验作为评价金属材料焊接性的试验方法之一获得广泛应用，并被纳入相应的标准，如BS EN ISO 17642.2-2005金属材料焊接的有损试验-焊接的冷裂试验-弧焊工艺-自束试验，GB/T 4675.1-84斜Y型坡口焊接裂纹试验方法等。
该方法主要用于评定金属材料对焊接冷裂纹的敏感性，在焊接试验焊缝前必须先焊接拘束焊缝。依据标准要求，焊接拘束焊缝应防止角变形和未焊透，且焊完后保证试验焊缝部位2mm间隙。传统的方法是在焊接拘束焊缝前用比2mm略大的塞片插入焊接试验部位以保证试件间隙，焊完拘束焊缝后拆除塞片。由于焊接拘束焊缝时焊缝的收缩变形是客观存在的，由此导致拘束焊缝焊完后塞片卡死在焊接试验部位，拆除非常困难，既耗费人力又降低工作效率。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法，可在不使用塞片的情况下确保焊接试验部位间隙为2±0.2mm。
为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：
一种斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法，由坡口加工、焊件组装和焊接三个步骤组成，其特征在于，焊件组装时在拘束焊缝部位预留间隙d，d与焊件厚度t满足关系式：
d＝4.32-1.92·exp(-0.0383·t)，9≤t≤100mm。
机械预加工待焊试件的坡口，坡口形状尺寸满足斜Y型坡口焊接裂纹试验标准要求；
打底焊焊接电流100～150A，焊接热输入5～10kJ/cm。填充及盖面焊时为防止角变形正反两面交替焊接直至焊完，第1-6焊道焊接电流120～170A，焊接热输入10～20kJ/cm，焊枪不摆动；后续焊道焊接电流120～250A，焊接热输入15～25kJ/cm，焊枪可摆动，焊道宽度控制在20mm以内。
针对以上方法，对工艺步骤具体说明如下：
1)坡口应采用机械切削加工，一方面避免气割等方法导致的硬化层，另一方面可保证坡口尺寸精度，避免焊件组装时间隙波动。
2)焊件组装时在拘束焊缝部位预留间隙d，d与焊件厚度t满足关系式：d＝4.32-1.92·exp(-0.0383·t)，9≤t≤100mm；
3)打底焊焊接方法可采用气保焊或焊条电弧焊，为保证焊接质量，优选气保焊。如果选择焊条电弧焊，应在焊件反面进行打底焊，便于在正面采用砂轮打磨以清除焊接缺陷(夹渣、咬边、焊瘤等)。由于气保焊焊接质量好，焊道反面可不用打磨，因此打底焊时正反两面均可，优选反面焊接。打底焊焊接电流优选100～150A，焊接热输入5～10kJ/cm。
4)填充及盖面焊焊接方法可采用气保焊或焊条电弧焊，为保证焊接质量，并减轻焊后对焊接飞溅清除的工作量，优选气保焊，特别是脉冲气保焊。为防止角变形，正反两面应交替焊接，特别是第1-6焊道。为精确控制焊缝横向收缩量并避免产生焊接裂纹，第1-6焊道焊接电流120～170A，焊接热输入10～20kJ/cm，焊枪不摆动；后续焊道焊接电流120～250A，焊接热输入15～25kJ/cm，焊枪可摆动，焊道宽度控制在20mm以内。
与现有技术相比，本发明利用拘束焊缝自由收缩的特点，通过制定合理的焊接工艺实现对焊缝收缩量的精确控制，可在不使用塞片的情况下确保焊接试验部位间隙为2±0.2mm，省去拆除塞片的繁重工作，降低劳动强度且提高工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例所述的斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法的流程图；
图2为本发明实施例所述的焊件组装示意图；
图3为试验焊缝焊前A-A方向剖视图；
图4为拘束焊缝焊前B-B方向剖视图。
具体实施方式
下面结合实施例进一步说明本发明：
实施例一
焊件母材为80mm厚船板及海工钢EH47，采用锯床切割下料，用刨床和铣床按照标准要求加工坡口，按照附图1进行组装。
拘束焊缝间隙预留4.2mm，采用林肯PowerWave 455M/STT多功能气保焊机单面焊双面成型的STT模式进行打底焊，焊接电流100～130A，焊接热输入5～8kJ/cm。
打底焊后直接在焊道反面进行填充焊。填充及盖面焊采用脉冲MAG焊，正反两面交替焊接，第1-6焊道焊接电流150～170A，焊接热输入15～20kJ/cm，焊枪不摆动；后续焊道焊接电流200～230A，焊接热输入18～22kJ/cm，焊枪摆动，焊道宽度控制在20mm以内。
拘束焊缝焊完待焊件完全冷却后测试试验焊缝部位间隙，为2.0mm。
实施例二
焊件母材为16mm厚压力容器用钢Q345R，坡口加工及焊件组装同实施例一。
拘束焊缝间隙预留3.3mm，采用100％CO2气保焊在焊件反面进行打底焊，焊接电流120～150A，焊接热输入7～10kJ/cm。
打底焊后对焊道反面采用砂轮磨光后进行填充焊。填充及盖面焊采用100％CO2气保焊，正反两面交替焊接，全部焊道焊接电流150～170A，焊接热输入10～15kJ/cm，焊枪不摆动。
拘束焊缝焊完待焊件完全冷却后测试试验焊缝部位间隙，为2.1mm。
实施例三
焊件母材为38mm厚低温压力容器用钢07MnNiDR，坡口加工及焊件组装同实施例一。
拘束焊缝间隙预留3.9mm，采用100％CO2气保焊在焊件反面进行打底焊，焊接电流110～140A，焊接热输入6～9kJ/cm。
打底焊后对焊道反面采用砂轮磨光后进行填充焊。填充及盖面焊采用焊条电弧焊，焊条直径4.0mm，正反两面交替焊接，第1-6焊道焊接电流150～170A，焊接热输入14～17kJ/cm，焊枪不摆动；后续焊道焊接电流150～170A，焊接热输入20～25kJ/cm，焊枪摆动，焊道宽度控制在20mm以内。
拘束焊缝焊完待焊件完全冷却后测试试验焊缝部位间隙，为2.0mm。
以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，但并不能因此理解为对本发明专利范围的限制。本领域的技术人员在本发明构思的启示下对本发明所做的任何变动均落在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法，由坡口加工，焊件组装和焊接三个步骤组成，其特征在于，焊件组装时在拘束焊缝部位预留间隙d，d与焊件厚度t满足关系式：
d＝4.32-1.92·exp(-0.0383·t)，9≤t≤100mm；
焊接工艺参数为：打底焊焊接电流100～150A，焊接热输入5～10kJ/cm，填充及盖面焊时为防止角变形正反两面交替焊接直至焊完，第1-6焊道焊接电流120～170A，焊接热输入10～20kJ/cm，焊枪不摆动；后续焊道焊接电流120～250A，焊接热输入15～25kJ/cm，焊枪不摆动或焊枪摆动时焊道宽度控制在20mm以内。
2.根据权利要求1所述的斜Y型坡口焊接裂纹试验拘束焊缝制造方法，其特征在于，坡口形状尺寸满足斜Y型坡口焊接裂纹试验标准要求。
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