CN106001971A - 一种汽轮机阀门大壁厚接管2g焊位窄间隙自动焊接方法 - Google Patents

一种汽轮机阀门大壁厚接管2g焊位窄间隙自动焊接方法 Download PDF

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殷安康
梁钢
舒学芳
谭小平
杨建平
匡清华
赵鹏飞
毛桂军
梁世均
黄丽
宋永辉
宋渊
王喆
张海波
徐顺鑫
何芬
王大勇
罗军
毕涛
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Abstract

本发明公开了一种汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于，包括步骤：1）将焊接坡口设计为2G横焊位坡口，且以插接止口作为焊接衬板；2）根据不同材料，不同坡口深度合理设计坡口宽度，坡口拐点位置设计在焊接收缩稳定拐点之外；3）按设计好的坡口加工试验件，试验件与产品材质、尺寸相当；焊接采用窄间隙TIG焊2G横焊位；用多层多道焊，每层焊缝连续焊接，用手动变道不停弧；记录每层焊缝焊接数据；4)采用高纯氩保护，用窄间隙焊枪完成；5）用试验纪录参数设定自动焊接设备，进行产品自动焊接生产。本发明焊接过程坡口收缩稳定，焊缝质量优良，合格率非常高，且具有操作简单，焊接质量稳定，成本较低等优点。

Description

一种汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法
技术领域
本发明涉及汽轮机组主汽阀门进汽接管焊接，具体地讲是一种汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法。
背景技术
随着汽轮机制造技术的不断发展，传统的制造技术将逐步被自动化技术所取代，工业制造已开启4.0时代。汽轮机阀门接管焊接长期依赖手工电弧焊制造，生产效率低，焊材消耗大，质量不稳定。由于焊接质量不稳定，焊缝常会出现气孔、夹渣、裂纹等缺陷，一次合格率难以保证。目前行业中也进行了一系列自动化焊接方法的探索与实践，但效果并不十分理想。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术问题，提供一种汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，该方法具有操作简单，生产效率高，焊接质量稳定，产品合格率高，成本较低等优点。
实现本发明的技术方案是：一种汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将焊接坡口设计为2G横焊位坡口，且以插接止口作为焊接衬板；
2）根据不同材料，不同坡口深度合理设计坡口宽度，要求焊接过程坡口收缩时不能出现夹枪，焊接出现缺陷时便于返修；要求坡口最窄处与焊枪厚度上下间距各1.5~2mm；坡口拐点位置设计在焊接收缩稳定拐点之外；
3）按设计好的坡口加工试验件，试验件与产品材质、尺寸相当；采用窄间隙TIG焊2G横焊位进行焊接试验；焊接过程采用多层多道焊，每层焊缝连续焊接，用手动变道不停弧；每层焊缝焊完均需采用钢丝刷进行清理，并采用空压风吹干净；每层焊缝均需进行焊接数据记录，至少需要详细记录每一层的焊接电流、电压、焊接速度参数；同时每焊一层后均需测量坡口宽度的变化值、坡口深度的变化值；根据效果调整参数，确保坡口收缩均匀可控，始终使焊枪与坡口之间保持一定的安全距离，避免夹枪；
4)焊接时采用高纯氩保护，除焊枪前端气罩以外，另需在焊枪上附加外置保护气罩，合理调整外置气罩的气体流量，避免扰流；整个焊接试验采用窄间隙焊枪完成；
5）根据试验结果，采用试验纪录参数设定自动焊接设备，进行产品自动焊接生产。
所述步骤2）中，根据不同材料，不同坡口深度合理设计坡口宽度时，先根据前期验证试验的经验值，设定初始值，然后通过不同材料，不同坡口深度的试件进行焊接试验，最终确认不同材料、不同坡口深度的产品所需的坡口尺寸。
所述材料的收缩率变化较大时，需重新考虑坡口稳定拐点的位置及最终坡口宽度的尺寸，并通过具体的试件试验确定新的坡口数据。
所述步骤3）中，坡口深度不同，焊接量也就不同，焊接收缩也会发生变化；坡口深度差异较大时要重新考虑坡口的尺寸及形状，当坡口深度小于稳定拐点时，焊接坡口无需直段坡口部分。
所述步骤3）中，视坡口宽度每层焊缝分为3~6道，每道为一圈，焊缝约为362°，当第一道焊至362°时，需要焊枪变道至下一道焊缝，这时需要采用人工干预，手工调节操作盒，使焊枪移至下一焊道位置实施连续焊接，变道过程不需要停止焊接。
所述步骤3）中，焊接时不需熔透，焊后气刨或加工去除背部未熔透部位。
所述步骤3）中，在焊接过程中仔细观察实时监控视频，观察熔池变化情况，出现异常及时停机。
本发明的有益效果是：
1、焊接过程坡口收缩稳定，焊缝质量优良，合格率非常高。
2、本发明具有操作简单，焊接质量稳定，成本较低等优点。
附图说明
图1为本发明坡口位置示意图；
图2为图1的A放大图。
图中标号： 1—坡口， 2—插接止口，3—坡口拐点，4—稳定拐点，5—直段坡口，6—上接管，7—下接管，8—坡口收缩明显区。
具体实施方式
如图1、图2所示，以600MW机组主汽阀门接管的焊接制造为例，其汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，包括如下步骤：
1）将焊接坡口1设计为2G横焊位坡口，且以插接止口2作为焊接衬板；坡口1位置在上接管6和下接管7之间；破口设计主要需要考虑材料的焊接收缩率（热膨胀系数）、坡口1深度，接管重量等数据；
2）根据不同材料，不同坡口深度合理设计坡口1宽度，阀门本体材料ZG15Cr1Mo1V,接管材料F91，先根据前期验证试验的经验值，设定初始值，然后通过不同材料，不同坡口1深度的试件进行焊接试验，最终确认不同材料、不同坡口1深度的产品所需的坡口1尺寸，最终确定的坡口宽度约18mm，坡口深度170mm左右；所述材料的收缩率变化较大时，需重新考虑坡口1稳定拐点4的位置及最终坡口1宽度的尺寸，并通过具体的试件试验确定新的坡口数据。要求焊接过程坡口1收缩时不能出现夹枪，焊接出现缺陷时便于返修；要求坡口1最窄处与焊枪厚度上下间距各1.5~2mm；坡口拐点3位置设计在焊接收缩稳定拐点4之外，所述稳定拐点4到插接止口2之间为坡口收缩明显区8；
3）按设计好的坡口1加工试验件，试验件与产品材质、尺寸相当；采用窄间隙TIG焊2G横焊位进行焊接试验；焊接过程采用多层多道焊，每层焊缝连续焊接，用手动变道不停弧；也就是视坡口1宽度每层焊缝分为3~6道，每道为一圈，焊缝约为362°，当第一道焊至362°时，需要焊枪变道至下一道焊缝，这时需要采用人工干预，手工调节操作盒，使焊枪移至下一焊道位置实施连续焊接，变道过程不需要停止焊接。每层焊缝焊完均需采用钢丝刷进行清理，并采用空压风吹干净；每层焊缝均需进行焊接数据记录，至少需要详细记录每一层的焊接电流、电压、焊接速度参数；同时每焊一层后均需测量坡口1宽度的变化值、坡口1深度的变化值；根据效果调整参数，确保坡口1收缩均匀可控，始终使焊枪与坡口1之间保持一定的安全距离，避免夹枪；坡口深度不同，焊接量也就不同，焊接收缩也会发生变化；坡口深度差异较大时要重新考虑坡口的尺寸及形状，当坡口深度小于稳定拐点时，焊接坡口无需直段坡口5部分。上述焊接时不需熔透，焊后气刨或加工去除背部未熔透部位。在焊接过程中仔细观察实时监控视频，观察熔池变化情况，出现异常及时停机。
4)焊接时采用高纯氩保护，除焊枪前端气罩以外，另需在焊枪上附加外置保护气罩，合理调整外置气罩的气体流量，避免扰流；整个焊接试验采用窄间隙焊枪完成；
5）根据试验结果，采用试验纪录参数设定自动焊接设备，进行产品自动焊接生产。
所述自动焊接焊缝一次合格率100%，生产周期为手工焊的1/4，焊接材料节省3/4，焊接取得十分理想的效果。
以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (7)

1. 一种汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）将焊接坡口设计为2G横焊位坡口，且以插接止口作为焊接衬板；
2）根据不同材料，不同坡口深度合理设计坡口宽度，要求焊接过程坡口收缩时不能出现夹枪，焊接出现缺陷时便于返修；要求坡口最窄处与焊枪厚度上下间距各1.5~2mm；坡口拐点位置设计在焊接收缩稳定拐点之外；
3）按设计好的坡口加工试验件，试验件与产品材质、尺寸相当；采用窄间隙TIG焊2G横焊位进行焊接试验；焊接过程采用多层多道焊，每层焊缝连续焊接，用手动变道不停弧；每层焊缝焊完均需采用钢丝刷进行清理，并采用空压风吹干净；每层焊缝均需进行焊接数据记录，至少需要详细记录每一层的焊接电流、电压、焊接速度参数；同时每焊一层后均需测量坡口宽度的变化值、坡口深度的变化值；根据效果调整参数，确保坡口收缩均匀可控，始终使焊枪与坡口之间保持一定的安全距离，避免夹枪；
4)焊接时采用高纯氩保护，除焊枪前端气罩以外，另需在焊枪上附加外置保护气罩，合理调整外置气罩的气体流量，避免扰流；整个焊接试验采用窄间隙焊枪完成；
5）根据试验结果，采用试验纪录参数设定自动焊接设备，进行产品自动焊接生产。
2.根据权利要求1所述汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于：所述步骤2）中，根据不同材料，不同坡口深度合理设计坡口宽度时，先根据前期验证试验的经验值，设定初始值，然后通过不同材料，不同坡口深度的试件进行焊接试验，最终确认不同材料、不同坡口深度的产品所需的坡口尺寸。
3.根据权利要求1或2所述汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于：所述材料的收缩率变化较大时，需重新考虑坡口稳定拐点的位置及最终坡口宽度的尺寸，并通过具体的试件试验确定新的坡口数据。
4.根据权利要求1所述汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于：所述步骤3）中，坡口深度不同，焊接量也就不同，焊接收缩也会发生变化；坡口深度差异较大时要重新考虑坡口的尺寸及形状，当坡口深度小于稳定拐点时，焊接坡口无需直段坡口部分。
5.根据权利要求1所述汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于：所述步骤3）中，视坡口宽度每层焊缝分为3~6道，每道为沿接管一圈；当前一道焊至362°时，焊枪变道至下一道焊缝，这时需要采用人工干预，手工调节操作盒，使焊枪移至下一焊道位置实施连续焊接，变道过程不需要停止焊接。
6.根据权利要求1所述汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于：所述步骤3）中，焊接时不需熔透，焊后气刨或加工去除背部未熔透部位。
7.根据权利要求1所述汽轮机阀门大壁厚接管2G焊位窄间隙自动焊接方法，其特征在于：所述步骤3）中，在焊接过程中仔细观察实时监控视频，观察熔池变化情况，出现异常及时停机。
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