CN105522260A - 厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法，包括以下步骤：步骤一、将第一管道和第二管道待焊接的端面靠近，使得第一管道的竖段和第二管道的竖段贴合；步骤二、在第一管道或者第二管道上安装窄间隙氩弧自动焊焊机，对第一管道的竖段和第二管道之间的环缝进行全位置焊接直至第一管道和第二管道的斜段外端形成弧面；窄间隙氩弧自动焊为全位置焊接，实现双焊丝正负360度焊接循环方式。本发明具有降低焊接线能量，有效减小焊缝及热影响区晶粒尺寸，提高焊接质量和焊接一次合格率，并降低焊工劳动强度的优点。

Description

厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法

技术领域

本发明涉及一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法。

背景技术

目前火电和核电管道配管项目过程中，存在大量的厚壁管道的焊接，传统焊接方法采用手工氩弧焊+手工电焊条焊接打底，打底厚度10-30mm。打底焊接后的焊口通过脱氢、并预热到要求温度、通过埋弧自动焊的方法进行填充焊接直至盖面。打底焊接采用传统的手工方法进行。手工焊接具有一定的灵活性，但另一方面焊接效率比较低、焊工工作强度很大，对焊工的技术要求很高，焊口质量对焊工的依赖性也很大，造成焊口合格率的不稳定。且传统埋弧自动焊由于焊接电流大，热输入及线能量大，使得焊接过程中层间温度维持在较高的范围内，导致焊缝和热影响区晶粒粗大，影响焊接接头的质量。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种焊接质量较高，焊接效率较高的厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法。

本发明的目的是这样实现的：

一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法，采用窄间隙氩弧自动焊对左右布置的待焊接的第一管道和第二管道进行焊接，所述第一管道的右端面以及第二管道的的左端面具有相同的待焊剖面，待焊剖面从外至内依次包括斜段、圆弧段、横段以及竖段，所述斜段的外端至竖段的横向距离为16mm，所述斜段与竖段的之间的夹角为2°，所述圆弧段的半径为3.5mm；

一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、将第一管道和第二管道待焊接的端面靠近，使得第一管道的竖段和第二管道的竖段贴合；

步骤二、在第一管道或者第二管道上安装窄间隙氩弧自动焊焊机，对第一管道的竖段和第二管道之间的环缝进行全位置焊接直至第一管道和第二管道的斜段外端形成弧面；

窄间隙氩弧自动焊为全位置焊接，实现双焊丝正负360度焊接循环方式，

在全位置焊接过程中，根据不同位置的焊接特点，将整圈粗略的划分为四个区域，分别为平焊位、下坡焊位、仰焊位和上坡焊位；

在平焊位时：基值电流160A，峰值电流260A，焊接速度85mm/min，送丝速度90mm/min，电弧电压9.2V；

在下坡焊位时：基值电流140A，峰值电流260A，焊接速度80mm/min，送丝速度80mm/min，电弧电压9V；

在仰焊位时：基值电流140A，峰值电流240A，焊接速度85mm/min，送丝速度80mm/min，电弧电压8.6V；

在上坡焊位时：基值电流140A，峰值电流260A，焊接速度85mm/min，送丝速度85mm/min，电弧电压9V。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用窄间隙氩弧自动焊进行打底、填充、盖面，从打底、填充到盖面整个过程都采用窄间隙氩弧自动焊，不改变焊接方式和焊接设备，解决了手工焊打底现状，实现焊接过程的自动化。由于焊接热输入的降低，降低了焊缝和热影响区晶粒粗大的影响并减小焊接接头的残余应力从而提高焊接质量；由于坡口尺寸大大减小，焊缝金属填充量少，可以节省大量的焊材，降低焊接成本。特别适应于对焊接热输入有严格要求的焊件（不锈钢管道焊接、高合金钢厚壁管道焊接和镍基合金焊接等）。因此，本发明厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法具有降低焊接线能量，有效减小焊缝及热影响区晶粒尺寸，提高焊接质量和焊接一次合格率，并降低焊工劳动强度的优点。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为各个配件的连接图。

图3为全位置焊接的分区示意图。

图4为焊枪位置、焊接时间与电弧电流的关系图。

其中：

第一管道1、第二管道2、焊缝3。

具体实施方式

参见图1，本发明涉及的一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法，采用窄间隙氩弧自动焊对左右布置的待焊接的第一管道1和第二管道2进行焊接，所述第一管道1的右端面以及第二管道2的的左端面具有相同的待焊剖面，待焊剖面从外至内依次包括斜段、圆弧段、横段以及竖段，所述斜段的外端至竖段的横向距离为16mm，所述斜段与竖段的之间的夹角为2°，所述圆弧段的半径为3.5mm。

一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、将第一管道1和第二管道2待焊接的端面靠近，使得第一管道1的竖段和第二管道2的竖段贴合；

步骤二、在第一管道1或者第二管道2上安装窄间隙氩弧自动焊焊机，连接焊接时的各个配件（如图2所示的气瓶、焊接电源、热丝电源、水箱、控制器、操作盒、焊机机头等，图2中的工件即第一管道1和第二管道2），对第一管道1的竖段和第二管道2之间的环缝进行全位置焊接直至第一管道1和第二管道2的斜段外端形成弧面的焊缝3。

窄间隙氩弧自动焊为全位置焊接，采用弧压传感技术控制弧长在上下及两侧一致，实现自动调节电极位置，从而达到有效控制焊接成形。实现双焊丝正负360度焊接循环方式，减少焊接接头。较传统的正负180度焊接方式效率提高一倍。焊接时采用电弧电流峰值/基值法，通过峰值电流焊接坡口两侧壁，及两端停止时取峰值电流，使母材充分熔透；而在电极摇动过程中采用基值电流，从而达到控制焊接热输入的目的。由于自动焊较手工焊适应性相对较差，对工艺参数的稳定和电弧空间位置的控制要求非常高。且上一道焊缝成形外观质量对后道焊缝成形影响很大，工艺参数的稳定精度和电弧的准确直接影响到层间及侧壁之间的熔合质量。

考虑到全位置焊接，在不同焊接位置的工艺差异性，对整个圆周区域分段控制，采用4点或16点输入线性修正技术。在全位置焊接过程中，根据不同位置的焊接特点，参见图3，将整圈粗略的划分为四个区域，分别为平焊位、下坡焊位、仰焊位和上坡焊位。伴随着焊接位置的变化，峰值/基值电流、送丝速度、电弧电压、机头行走速度（焊接速度）等焊接参数在圆周不同位置需进行不同设置。

在平焊位时：基值电流160A，峰值电流260A，焊接速度85mm/min，送丝速度90mm/min，电弧电压9.2V；

在下坡焊位时：基值电流140A，峰值电流260A，焊接速度80mm/min，送丝速度80mm/min，电弧电压9V；

在仰焊位时：基值电流140A，峰值电流240A，焊接速度85mm/min，送丝速度80mm/min，电弧电压8.6V；

在上坡焊位时：基值电流140A，峰值电流260A，焊接速度85mm/min，送丝速度85mm/min，电弧电压9V。

上述的各项焊接参数均为线性变化。

焊枪位置	基值电流	峰值电流	焊接速度	送丝速度	电弧电压
							I/A	I/A	V（mm/min）	V（mm/min）	U/v
平焊位（10:30~1:30）	160	260	85	90	9.2
						下坡焊位（1:30~4:30）	140	260	80	80	9
仰焊位（4:30~7:30）	140	240	85	80	8.6
						上坡焊位（7:30~10:30）	140	260	85	85	9

在全位置焊接过程中，熔池主要受到电弧力、表面张力及重量作用。在平焊位和上坡焊由于焊接成型好，可以适当增加焊接规范。下坡焊焊位置在电弧热的作用下，熔池具有下趟趋势，造成实际焊接厚度增大，未焊透缺陷几率增大。通过降低焊接速度，降低电弧电压，增加峰值电流可以有效增加焊缝熔深。在仰焊位置，特别是6点钟位置的焊缝受重力作用，焊缝塌陷倾向最大。通过降低电弧电压，增大焊接速度，有效抑制焊缝塌陷现象。

焊接前通过对整个焊接过程参数的设定，根据焊接特性焊接参数在全位置实现自动调节，从而保证焊接成型质量。

参见图4，可以看出焊枪位置的运动轨迹，以及相应时间的电弧电流。

Claims (1)

1.一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法，其特征在于采用窄间隙氩弧自动焊对左右布置的待焊接的第一管道和第二管道进行焊接，所述第一管道的右端面以及第二管道的的左端面具有相同的待焊剖面，待焊剖面从外至内依次包括斜段、圆弧段、横段以及竖段，所述斜段的外端至竖段的横向距离为16mm，所述斜段与竖段的之间的夹角为2°，所述圆弧段的半径为3.5mm；

一种厚壁管道窄间隙氩弧自动焊焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、将第一管道和第二管道待焊接的端面靠近，使得第一管道的竖段和第二管道的竖段贴合；

步骤二、在第一管道或者第二管道上安装窄间隙氩弧自动焊焊机，对第一管道的竖段和第二管道之间的环缝进行全位置焊接直至第一管道和第二管道的斜段外端形成弧面；

窄间隙氩弧自动焊为全位置焊接，实现双焊丝正负360度焊接循环方式，

在全位置焊接过程中，根据不同位置的焊接特点，将整圈粗略的划分为四个区域，分别为平焊位、下坡焊位、仰焊位和上坡焊位；

在平焊位时：基值电流160A，峰值电流260A，焊接速度85mm/min，送丝速度90mm/min，电弧电压9.2V；

在下坡焊位时：基值电流140A，峰值电流260A，焊接速度80mm/min，送丝速度80mm/min，电弧电压9V；

在仰焊位时：基值电流140A，峰值电流240A，焊接速度85mm/min，送丝速度80mm/min，电弧电压8.6V；

在上坡焊位时：基值电流140A，峰值电流260A，焊接速度85mm/min，送丝速度85mm/min，电弧电压9V。