CN106270962A - 基于低合金钢热丝gtaw 焊焊接工艺及管状结构 - Google Patents

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刘恩清
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Abstract

本发明公开了一种基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺及管状结构，包括以下步骤：在低合金钢GTAW焊焊接过程中，实现焊枪机头沿焊缝中心线的方向横焊位施焊；在低合金钢GTAW焊焊接过程中，通过热丝电流对焊丝进行提前预热，实现大厚度低合金钢热丝GTAW焊。本发明所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺及管状结构，具有焊接质量高、焊接效率高、自动化程度高等优点，设计窄间隙GTAW焊焊接坡口，该坡口焊接时焊道容易排布，熔敷金属量较小，显著降低了焊接成本，提高焊接效率，有效的降低了产品焊缝的不合格率。

Description

基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺及管状结构
技术领域
本发明涉及GTAW焊焊接低合金钢方法，具体地说是一种低合金钢窄间隙大厚度GTAW焊接工艺。
背景技术
目前，核电、石化类压力容器局部部件需要在横焊位焊接位置情况下进行低合金钢对接焊。现有的工艺方法主要为窄间隙埋弧焊、手工电弧焊。窄间隙埋弧焊焊接效率高，焊接质量好，但只能适用于平焊位焊接位置；手工电弧焊操作灵活，能够实现不同位置、不同工况的焊接，但如果产品较厚，整根焊条不能全部熔敷，导致焊道起收弧多，冷裂纹几率增大，焊条浪费严重。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺及管状结构，用以解决现有的焊接工艺，不能高质量的在横焊位低合金钢对接焊的缺点。本发明采用的技术手段如下：
一种基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，包括以下步骤：
—在低合金钢GTAW焊焊接过程中，实现焊枪机头沿焊缝中心线的方向横焊位施焊；
—在低合金钢GTAW焊焊接过程中，通过热丝电流对焊丝进行提前预热，实现大厚度低合金钢热丝GTAW焊。
作为优选在焊接首层时，调节GTAW焊的钨极距试验件的待焊部位的高度为α后起弧，1.5mm≤α≤2.5mm。
作为优选焊接中，焊接首层的焊接电流小于其余层的焊接电流，焊接首层的送丝速度小于其余层的送丝速度。
作为优选焊接中，焊缝前方至少4mm距离进行背气保护。
作为优选焊接中，配备高清摄像头、水冷装置、气体保护装置，能够实现高温下大厚度低合金钢焊缝的焊接。
作为优选高温下大厚度低合金钢焊接的焊缝不大于190mm。
作为优选焊接坡口为管-管窄间隙形式，坡口从顶部向下依次为斜面的斜段部分、圆弧的倒角部分和轴向平直的直段部分。
作为优选所述坡口的坡口角度为a，1°≤a≤2°，根部厚度为b，2mm≤b≤3mm，倒角部分的圆弧半径为c，4mm≤c≤6mm，直段部分长度为d，1.5mm≤d≤2.5mm。
作为优选焊接首层的送丝速度为700mm/min-1100mm/min；其余层的送丝速度为850mm/min-1300mm/min。
一种管状结构，所述的管状结构为上述基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺制成的管连接件。
与现有技术相比较，本发明所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺及管状结构，在低合金钢GTAW焊焊接过程中，实现焊枪机头沿焊缝中心线的方向横焊位施焊，通过热丝电流对焊丝进行提前预热，实现大厚度低合金钢热丝GTAW焊；具有焊接质量高、焊接效率高、自动化程度高等优点。
本发明所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺及管状结构，采用管-管窄间隙形式，该坡口尺寸比常规坡口尺寸小，焊接时焊道容易排布，熔敷金属量较小，显著降低了焊接成本，提高焊接效率，有效的降低了产品焊缝的不合格率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明单面焊接坡口形式示意图。
图2是本发明坡口放大示意图。
图3是本发明管-管窄间隙坡口整体示意图。
其中：1、斜段部分，2、倒角部分，3、直段部分，4、根部。
具体实施方式
如图1-图3所示，一种基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，包括以下步骤：
(1)、加工焊接坡口，焊接坡口为管-管窄间隙形式，坡口从顶部向下依次为斜面的斜段部分1、圆弧的倒角部分2和轴向平直的直段部分3。所述坡口的坡口角度为a，1°≤a≤2°，根部4厚度为b，2mm≤b≤3mm，倒角部分的圆弧半径为c，4mm≤c≤6mm，直段部分长度为d，1.5mm≤d≤2.5mm，如图1所示，通过合理的设计焊缝坡口形式，显著降低了焊接成本，提高焊接效率，有效的降低了产品焊缝的不合格率。
在低合金钢GTAW焊焊接过程中，通过热丝电流对焊丝进行提前预热，实现大厚度低合金钢热丝GTAW焊，高温下大厚度低合金钢焊接的焊缝不大于190mm。
GTAW焊熔敷效率低，过大的焊接电流会引起钨极的熔化，导致在焊缝金属中夹杂钨，使焊缝金属中产生脆的缺陷。使用热丝电流，能够提前对焊丝进行预热，降低焊接电流，调高熔敷速率，保证焊缝质量。
(2)、在焊接首层时，调节GTAW焊的钨极距试验件的待焊部位的高度为α后起弧，1.5mm≤α≤2.5mm。
焊接规范较小，防止根部烧穿，其余层的焊接适当调整规范。首层单面焊双面成形效果较好，满足规范要求。
焊接中，焊缝前方至少4mm距离进行背气保护，焊接后焊道保护良好，呈现金属光泽。
(3)、在低合金钢GTAW焊焊接过程中，通过合理的设置工艺参数，如表1所示，实现焊枪机头沿焊缝中心线的方向横焊位施焊；焊接中，焊接首层的焊接电流小于其余层的焊接电流，焊接首层的送丝速度小于其余层的送丝速度；焊接首层的送丝速度为700mm/min-1100mm/min；其余层的送丝速度为850mm/min-1300mm/min。保证背面焊缝成形，其余层能够适当增大焊接规范，提高熔敷效率。
焊接电流、焊接速度、送丝速度等焊接规范是低合金钢热丝GTAW焊的重要参数。焊接规范见如下表1。
表1焊接规范参数
焊接中，通过焊接合理的结构，配备高清摄像头、良好的水冷装置、气体保护装置，能够实现高温下大厚度低合金钢焊缝的焊接。
焊接过程中，严格控制层间温度，每个焊道表面必须连续，并与邻近焊道表面平滑过渡。焊道与坡口侧壁的熔合情况至关重要，熔合良好的焊道应当是饱满的，凸起的，与侧壁不应有凹槽的存在。
以往低合金钢焊接根据不同的焊接厚度选取窄间隙埋弧焊，窄间隙埋弧焊焊接工艺成熟，在熔渣的保护和净化作用下有助于形成无缺陷的焊缝金属，焊接效率高，是以往低合金钢大厚度焊缝首选的焊接方法，然而，相对较大体积的熔渣和熔池限制了窄间隙埋弧焊只能用于水平位置的焊接。GTAW焊焊接位置较灵活，能够根据实际工况情况，选取合适的导轨，实施焊接。
在无法使用窄间隙埋弧焊工艺方法的情况下，通过合理的设置工艺参数，实现低合金钢热丝GTAW焊，该工艺方法机械化程度高，能够在高温下不间断焊接，气体保护效果好，能够适用于窄坡口，同时焊接质量还能够得以保证，具有成形美观、熔敷效率高等优点。
一种管状结构，所述的管状结构为上述基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺制成的管连接件。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于包括以下步骤：
—在低合金钢GTAW焊焊接过程中，实现焊枪机头沿焊缝中心线的方向横焊位施焊；
—在低合金钢GTAW焊焊接过程中，通过热丝电流对焊丝进行提前预热，实现大厚度低合金钢热丝GTAW焊。
2.根据权利要求1所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
在焊接首层时，调节GTAW焊的钨极距试验件的待焊部位的高度为α后起弧，1.5mm≤α≤2.5mm。
3.根据权利要求2所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
焊接中，焊接首层的焊接电流小于其余层的焊接电流，焊接首层的送丝速度小于其余层的送丝速度。
4.根据权利要求1所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
焊接中，焊缝前方至少4mm距离进行背气保护。
5.根据权利要求1所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
焊接中，配备高清摄像头、水冷装置、气体保护装置，能够实现高温下大厚度低合金钢焊缝的焊接。
6.根据权利要求5所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
高温下大厚度低合金钢焊接的焊缝不大于190mm。
7.根据权利要求1所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
焊接坡口为管-管窄间隙形式，坡口从顶部向下依次为斜面的斜段部分、圆弧的倒角部分和轴向平直的直段部分。
8.根据权利要求7所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
所述坡口的坡口角度为a，1°≤a≤2°，根部厚度为b，2mm≤b≤3mm，倒角部分的圆弧半径为c，4mm≤c≤6mm，直段部分长度为d，1.5mm≤d≤2.5mm。
9.根据权利要求3所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺，其特征在于：
首层的焊接电流为130A-230A；其余层的焊接电流为220A-310A；
焊接首层的送丝速度为700mm/min-1100mm/min；其余层的送丝速度为850mm/min-1300mm/min。
10.一种管状结构，其特征在于所述的管状结构为上述权利要求1-9任意一项权利要求所述的基于低合金钢热丝GTAW焊焊接工艺制成的管连接件。
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