CN108188549A - 一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺，管板与丝堵板相互平行，管板与丝堵板顶端之间安装顶板，管板与丝堵板的底端之间安装底板，顶板平行与底板，顶板、丝堵板、底板、管板围成长方体空腔，管板、丝堵板与顶板、底板的四角构成四个焊缝，所述管板、丝堵板与顶板、底板构成外角焊缝的坡口呈U形或倒U形，所述管板、丝堵板与顶板、底板构成内角焊缝的坡口呈倾斜的V形或倾斜的倒V形；焊接时，先焊内角坡口，后焊外角坡口本发明是为了克服现有常规焊接工艺的不足，采用埋弧焊工艺对镍基合金管箱进行焊接，使用埋弧焊机，采用较小的线能量，达到提高焊缝质量降低裂纹倾向、提高工作效率、降低焊接成本的目的。
Description
技术领域
本发明涉及埋弧焊接技术领域，尤其是一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺。
背景技术
目前，镍基合金空冷器丝堵式管箱(以下称镍基合金管箱)由于其结构原因,管箱纵缝为对接与角接相结合的复合型接头,加之镍基合金与普通碳钢、奥氏体不锈钢等材质相比，焊接裂纹倾向非常大，焊接难度较大。常规的的焊接工艺是：从管箱内侧进行熔化极惰性气体保护焊焊接，然后从正面进行清根后，使用手工焊条电弧焊或手工气体保护焊进行焊接。此种焊接方式有如下缺点：一、手工焊接效率低、劳动强度高；二、弧光辐射较强，工作环境恶劣；三、焊材熔敷率较低，焊材利用率低，焊接成本较高；四、焊缝成形较差，焊接质量不稳定。五、焊接过程中由于频繁起、灭弧造成的弧坑裂纹较多，如何解决上述问题，成为长期以来难以解决的技术难题。
鉴于上述原因，现研发出一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺，本发明采用细丝埋弧焊工艺对镍基合金管箱进行焊接，使用专用的细丝埋弧焊机，采用较小的线能量，达到提高焊缝质量降低裂纹倾向、提高工作效率、降低焊接成本的目的。
本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺，管板与丝堵板相互平行，管板与丝堵板顶端之间安装顶板，管板与丝堵板的底端之间安装底板，顶板平行与底板，顶板、丝堵板、底板、管板围成长方体空腔，管板、丝堵板与顶板、底板的四角构成四个焊缝，所述管板、丝堵板与顶板、底板构成外角焊缝的坡口呈U形或倒U形，所述管板、丝堵板与顶板、底板构成内角焊缝的坡口呈倾斜的V形或倾斜的倒V形；
焊接时，先焊内角坡口，后焊外角坡口，所述内角坡口的一条斜边与竖直方向构成的夹角α为55～70°，所述外角U形坡口的单侧的斜边与竖直方向构成夹角β为10～15°，外角U形坡口底部的圆弧半径R为6～8mm。
焊接内角坡口时使用内角埋弧焊机，焊枪与顶板或底板的水平线之间的角度γ为30～45°之间，焊丝规格为φ1.6mm～2.5mm，焊接层间温度为≤60℃；焊接外角U形坡口时，首先从外侧对U形坡口进行清根处理，焊枪与顶板或底板垂直，焊丝规格为φ1.6mm～2.5mm，焊接层间温度为≤60℃，焊接过程中同样严格控制焊接参数及层间温度，并对每道焊缝进行外观检测，随时观察焊缝成形情况，重点检查是否有裂纹出现。
焊接内角单边坡口和外角U形坡口时，选用相应的层/道、焊接方法、焊丝/规格、焊剂、焊接电流、焊接电压、极性、焊接速度、线能量；
内角单边坡口第1-2层第一道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-280A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第1层第1道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流220-240A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为35-45cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第2-5层第2道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-260A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第5-N层第3道：6≤N≤9，焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流250-270A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm。
在焊接过程中，每层/道之间的焊缝厚度应保持在2mm以下，以增大焊缝成形系数≥3，以降低焊缝热裂纹倾向，每焊接一层/道、均应对焊缝进行外观检查，以保证焊缝无裂纹、未熔合、气孔等缺陷。
本发明的有益效果是：本发明采用细丝埋弧焊工艺对镍基合金管箱进行焊接，使用专用的细丝埋弧焊机，采用较小的线能量，达到提高焊缝质量降低裂纹倾向、提高工作效率、降低焊接成本的目的。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是焊接前管箱结构示意图；
图2是图1中A处的放大结构示意图；
图3是管箱内角埋弧焊接结构示意图；
图4是管箱外角埋弧焊接结构示意图；
图5是焊接完成后管箱一角结构示意图；
图1、2、3、4、5中：顶板1、丝堵板2、底板3、管板4。
具体实施方式
下面结合实施例与具体实施方式对本发明作进一步详细说明：
实施例1
管板4与丝堵板2相互平行，管板4与丝堵板2顶端之间安装顶板1，管板4与丝堵板2的底端之间安装底板3，顶板1平行与底板3，顶板1、丝堵板2、底板3、管板4围成长方体空腔，管板4、丝堵板2与顶板1、底板3的四角构成四个焊缝，所述管板4、丝堵板2与顶板1、底板3构成外角焊缝的坡口呈U形或倒U形，所述管板4、丝堵板2与顶板1、底板3构成内角焊缝的坡口呈倾斜的V形或倾斜的倒V形；
焊接时，先焊内角坡口，后焊外角坡口，所述内角坡口的一条斜边与竖直方向构成的夹角α为60～65°，所述外角U形坡口的单侧的斜边与竖直方向构成夹角β为12～14°，外角U形坡口底部的圆弧半径R为6.3～7.8mm。
焊接内角坡口时使用内角埋弧焊机，焊枪与顶板1或底板3的水平线之间的角度γ为35～42°之间，焊丝规格为φ1.8mm～2.2mm，焊接层间温度为≤60℃；焊接外角U形坡口时，首先从外侧对U形坡口进行清根处理，焊枪与顶板1或底板3垂直，焊丝规格为φ1.6mm～2.5mm，焊接层间温度为≤60℃，焊接过程中同样严格控制焊接参数及层间温度，并对每道焊缝进行外观检测，随时观察焊缝成形情况，重点检查是否有裂纹出现。
焊接内角单边坡口和外角U形坡口时，选用相应的层/道、焊接方法、焊丝/规格、焊剂、焊接电流、焊接电压、极性、焊接速度、线能量；
内角单边坡口第1-2层第一道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-280A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第1层第1道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流220-240A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为35-45cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第2-5层第2道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-260A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第5-N层第3道：6≤N≤9，焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流250-270A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm。
在焊接过程中，每层/道之间的焊缝厚度应保持在2mm以下，以增大焊缝成形系数≥3，以降低焊缝热裂纹倾向，每焊接一层/道、均应对焊缝进行外观检查，以保证焊缝无裂纹、未熔合、气孔等缺陷。
焊接工艺参数见下表
实施例2
管板4与丝堵板2相互平行，管板4与丝堵板2顶端之间安装顶板1，管板4与丝堵板2的底端之间安装底板3，顶板1平行与底板3，顶板1、丝堵板2、底板3、管板4围成长方体空腔，管板4、丝堵板2与顶板1、底板3的四角构成四个焊缝，所述管板4、丝堵板2与顶板1、底板3构成外角焊缝的坡口呈U形或倒U形，所述管板4、丝堵板2与顶板1、底板3构成内角焊缝的坡口呈倾斜的V形或倾斜的倒V形；
焊接时，先焊内角坡口，后焊外角坡口，所述内角坡口的一条斜边与竖直方向构成的夹角α为63～72°，所述外角U形坡口的单侧的斜边与竖直方向构成夹角β为11～13°，外角U形坡口底部的圆弧半径R为6.2～7.6mm。
焊接内角坡口时使用内角埋弧焊机，焊枪与顶板1或底板3的水平线之间的角度γ为37～43°之间，焊丝规格为φ1.7mm～2.3mm，焊接层间温度为≤60℃；焊接外角U形坡口时，首先从外侧对U形坡口进行清根处理，焊枪与顶板1或底板3垂直，焊丝规格为φ1.6mm～2.5mm，焊接层间温度为≤60℃，焊接过程中同样严格控制焊接参数及层间温度，并对每道焊缝进行外观检测，随时观察焊缝成形情况，重点检查是否有裂纹出现。
焊接内角单边坡口和外角U形坡口时，选用相应的层/道、焊接方法、焊丝/规格、焊剂、焊接电流、焊接电压、极性、焊接速度、线能量；
内角单边坡口第1-2层第一道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-280A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第1层第1道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流220-240A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为35-45cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第2-5层第2道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-260A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第5-N层第3道：6≤N≤9，焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流250-270A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm。
在焊接过程中，每层/道之间的焊缝厚度应保持在2mm以下，以增大焊缝成形系数≥3，以降低焊缝热裂纹倾向，每焊接一层/道、均应对焊缝进行外观检查，以保证焊缝无裂纹、未熔合、气孔等缺陷。
焊接工艺参数见下表
实施例3
管板4与丝堵板2相互平行，管板4与丝堵板2顶端之间安装顶板1，管板4与丝堵板2的底端之间安装底板3，顶板1平行与底板3，顶板1、丝堵板2、底板3、管板4围成长方体空腔，管板4、丝堵板2与顶板1、底板3的四角构成四个焊缝，所述管板4、丝堵板2与顶板1、底板3构成外角焊缝的坡口呈U形或倒U形，所述管板4、丝堵板2与顶板1、底板3构成内角焊缝的坡口呈倾斜的V形或倾斜的倒V形；
焊接时，先焊内角坡口，后焊外角坡口，所述内角坡口的一条斜边与竖直方向构成的夹角α为64～70°，所述外角U形坡口的单侧的斜边与竖直方向构成夹角β为13～14°，外角U形坡口底部的圆弧半径R为6.9～7.1mm。
焊接内角坡口时使用内角埋弧焊机，焊枪与顶板1或底板3的水平线之间的角度γ为32～44°之间，焊丝规格为φ2.0mm～2.2mm，焊接层间温度为≤60℃；焊接外角U形坡口时，首先从外侧对U形坡口进行清根处理，焊枪与顶板1或底板3垂直，焊丝规格为φ1.6mm～2.5mm，焊接层间温度为≤60℃，焊接过程中同样严格控制焊接参数及层间温度，并对每道焊缝进行外观检测，随时观察焊缝成形情况，重点检查是否有裂纹出现。
焊接内角单边坡口和外角U形坡口时，选用相应的层/道、焊接方法、焊丝/规格、焊剂、焊接电流、焊接电压、极性、焊接速度、线能量；
内角单边坡口第1-2层第一道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-280A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第1层第1道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流220-240A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为35-45cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第2-5层第2道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-260A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第5-N层第3道：6≤N≤9，焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流250-270A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm。
在焊接过程中，每层/道之间的焊缝厚度应保持在2mm以下，以增大焊缝成形系数≥3，以降低焊缝热裂纹倾向，每焊接一层/道、均应对焊缝进行外观检查，以保证焊缝无裂纹、未熔合、气孔等缺陷。
焊接工艺参数见下表
Claims (4)
1.一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺，其特征在于：管板(4)与丝堵板(2)相互平行，管板(4)与丝堵板(2)顶端之间安装顶板(1)，管板(4)与丝堵板(2)的底端之间安装底板(3)，顶板(1)平行与底板(3)，顶板(1)、丝堵板(2)、底板(3)、管板(4)围成长方体空腔，管板(4)、丝堵板(2)与顶板(1)、底板(3)的四角构成四个焊缝，所述管板(4)、丝堵板(2)与顶板(1)、底板(3)构成外角焊缝的坡口呈U形或倒U形，所述管板(4)、丝堵板(2)与顶板(1)、底板(3)构成内角焊缝的坡口呈倾斜的V形或倾斜的倒V形；
焊接时，先焊内角坡口，后焊外角坡口，所述内角坡口的一条斜边与竖直方向构成的夹角α为55～70°，所述外角U形坡口的单侧的斜边与竖直方向构成夹角β为10～15°，外角U形坡口底部的圆弧半径R为6～8mm。
2.根据权利要求1所述的一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺，其特征在于：焊接内角坡口时使用内角埋弧焊机，焊枪与顶板(1)或底板(3)的水平线之间的角度γ为30～45°之间，焊丝规格为φ1.6mm～2.5mm，焊接层间温度为≤60℃；焊接外角U形坡口时，首先从外侧对U形坡口进行清根处理，焊枪与顶板(1)或底板(3)垂直，焊丝规格为φ1.6mm～2.5mm，焊接层间温度为≤60℃，焊接过程中同样严格控制焊接参数及层间温度，并对每道焊缝进行外观检测，随时观察焊缝成形情况，重点检查是否有裂纹出现。
3.根据权利要求1所述的一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺，其特征在于：焊接内角单边坡口和外角U形坡口时，选用相应的层/道、焊接方法、焊丝/规格、焊剂、焊接电流、焊接电压、极性、焊接速度、线能量；
内角单边坡口第1-2层第一道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-280A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第1层第1道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流220-240A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为35-45cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第2-5层第2道：焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流240-260A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm；
外角U形坡口第5-N层第3道：6≤N≤9，且焊接方法采用SAW，焊丝规格为ERNiCrMo-3/Φ2.4，焊剂为Incoflux 7，焊接电流250-270A，焊接电压为25-30V，极性为直流反接，焊接速度为40-55cm/min，线能量为≤16KJ/cm。
4.根据权利要求1所述的一种镍基合金空冷器丝堵式管箱的埋弧焊接工艺，其特征在于：在焊接过程中，每层/道之间的焊缝厚度应保持在2mm以下，以增大焊缝成形系数≥3，以降低焊缝热裂纹倾向，每焊接一层/道、均应对焊缝进行外观检查，以保证焊缝无裂纹、未熔合、气孔等缺陷。
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