CN108453352A - 液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法,其包括:为焊接设备安装钨极;选用液化天然气储罐内罐壁板焊接接头、制作坡口;焊机直流正接,将焊接电源正极以及热丝电源正极与焊接母材连接,焊接电源负极与焊枪钨极连接,热丝电源负极与焊枪导电嘴连接;确定焊接金属材料;调用打底根焊焊接工艺参数程序,采用立向上立缝焊接;在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝并填充焊,形成外表面封闭焊缝;每层焊接前进行层间清理,焊接过程中层间温度低于150℃;在液化天然气储罐内罐壁板内表面填充焊缝上盖面焊;使储罐能够达到良好的焊缝成型,焊接效率高、焊缝质量更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法。
背景技术
液化天然气LNG(Liquefied Natural Gas,简称LNG)作为一种清洁、高效、环保的能源越来越受到青睐。液化天然气储罐用9%Ni钢的焊接技术是现今技术开发的重点。目前,9%Ni钢在壁板立焊焊缝焊接主要依赖手工电弧焊(SMAW)或钨极氩弧焊(GTAW)。其中,手工氩弧焊的焊接工作量大,焊接效率低,劳动条件差,强度高,焊接质量不易保证,开发比传统焊接方式更加高效优质的9%Ni钢焊接工艺及可靠的控制方法,将会带来巨大的工程应用前景及经济效益,即一种具有热丝功能及高频振动送丝功能的氩弧焊接专利技术(TIPTIG),焊机为9%Ni钢立焊焊缝全自动氩弧焊工艺的开发提供了必要条件。
脉冲TIG(非熔化极惰性气体钨极保护焊)焊接是一种先进的焊接方法。随着功率逆变电源技术的不断成熟,脉冲TIG焊技术到了新阶段。脉冲TIG焊主要采用低频调节基值和峰值电流按照一定频率周期性变化,当电流为峰值电流时,焊件上就形成一个点状熔池,当电流为基值电流时,点状电弧由基值电流维持燃烧,熔池即冷凝,再次出现峰值电流时,形成一个新的点状熔池。合理的调节脉冲电流与摆动的配合,使相邻两焊点间有一定相互重叠量,就可以获得一条致密焊缝。焊接时,通过对峰值和基值电流大小、摆动幅度,端点停留时间的调节,就可以控制焊接热输入量,从而控制焊缝尺寸和质量。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法,使储罐竖向焊接接头能够达到良好的焊缝成型,焊接效率更高、焊缝质量更稳定。
本发明的目的是由以下技术方案实现的。
本发明液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法,其特征包括以下步骤:
步骤一:为焊接设备安装钨极;
步骤二:选用液化天然气储罐内罐壁板的焊接接头、制作坡口;
步骤三:对具有钨极惰性气体保护焊全自动送丝及热丝功能的焊机采用直流正接,将焊接电源的正极以及热丝电源的正极与焊接母材连接,焊接电源负极与焊枪钨极连接,热丝电源负极与焊枪导电嘴连接;
步骤四:选择确定焊接金属材料;
步骤五:调用打底根焊焊接工艺参数程序,采用立向上立缝焊接;
步骤六:在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊,调用填充焊接工艺参数焊接,形成外表面封闭焊缝;在每层焊接前需要使用不锈钢丝刷进行层间清理,焊接过程中层间温度低于150℃;
步骤七:在液化天然气储罐内罐壁板内表面填充焊缝基础上进行盖面焊,调用盖面焊接工艺参数焊接。
前述的液化天然气储罐全自动焊接方法,其中,
所述步骤一中安装的钨极直径为3.2mm,钨极尖端打磨角度为40至50度,钨极尖端直径0.8mm,电流范围60至220A;
所述步骤二中选用板厚为17至22mm的9%Ni钢板焊接接头,坡口形式采用X型焊接坡口,工件根部最小间隙为2.0至2.4mm,坡口角度为60度,钝边1.0至1.5mm,X型坡口的焊接采用多层多道焊接方式;
所述步骤四中选择的焊接金属材料为采用美国超合金INCO-WELD C-276镍基焊丝,该焊丝的规格为直径1.0mm的实芯焊丝,钨极与焊丝的夹角呈45至60度,钨极伸出长度为6.5mm,焊丝伸出长度为15mm,焊丝与钨极之间的距离为3mm,工作时保证焊丝能够通过钨电极中心线;
所述步骤五、步骤六、步骤七中焊接时保护气体为纯度99.99%的氩气,在焊缝背面需要有保护气体,气体流量为10至22L/Min;
所述步骤五、步骤六、步骤七中热丝电源通过送丝速度反馈回一个参考电压值,控制热丝电源给定值;
所述步骤五、步骤六、步骤七中采用弧长自动调整装置,弧长自动调整装置检测到的真实弧压值与设定的弧压值之间差值的绝对值大于弧压精度设定值时需要调节,弧压误差小于精度设定值,则不作调节;
所述步骤五、步骤六、步骤七中钨极摆动过程中焊机给脉冲基值电流,钨极端点停留时焊机给脉冲峰值电流,实现钨极摆动控制系统和钨极氩弧脉冲电流同频、同相、同脉宽的控制方式;
所述步骤五中送丝时采取相对焊接方向后方插入焊丝的方式的高频振动自动送丝,能大大提高熔敷率;
所述步骤五、步骤六、步骤七中焊接结束后,送丝机自动抽丝;
所述步骤五的参数为:焊接峰值电流120至135A,焊接基值电流80至95A,电弧电压11至12V,气体流量10至15L/min,焊接速度0.5至1mm/s,热丝电流50至70A,左右端点停留时间0.5至1s,左右摆动幅度0.5至1.5mm,左右摆动时间0.3至0.5s,送丝速度30至40mm/s;
所述步骤六的参数为:焊接峰值电流140至180A,焊接基值电流120至140A,电弧电压11至13V,气体流量15至18L/min,焊接速度0.5至1.5mm/s,热丝电流60至80A,左右端点停留时间0.2至0.3s,左右摆动幅度1.0至3.0mm,左右摆动时间0.1至0.5s,送丝速度30至40mm/s;
所述步骤七的参数为:焊接峰值电流180至220A,焊接基值电流140至160A,电弧电压12至14V,气体流量18至22L/min,焊接速度1.0至2.0mm/s,热丝电流80至90A,左右端点停留时间0.2至0.3s,左右摆动幅度2.0至4.0mm,左右摆动时间0.2至0.5s,送丝速度30至40mm/s。
本发明液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法的有益效果,对钨极打磨可使钨极在起弧过程中电弧更加发散稳定,X型坡口可以较好的控制变形量;较为简易的坡口加工方式(相对于U型);较容易处理反面清根的工作。该焊接方法可实现TIG焊接过程脉冲电流控制、动态送丝频率控制、送丝速度补偿及热丝电流的控制,从而在焊接过程中实现焊件控制热输入和熔池尺寸,电弧能量集中且挺度高,焊接试件变形小,精确地控制热输入和熔池尺寸,而且可以得到均匀的熔深,而且动态热丝对熔池金属具有强有力的搅拌作用,可以使一些杂质析出,大大提高了焊接质量和焊接速度。
附图说明
图1为本发明焊接方法实施例示意图。
图中主要标号说明:
1为步骤五中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊接焊缝;
2为步骤五中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊接;
3为步骤六中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊接;
4为步骤六中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊接;
5为步骤六中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊接;
6为步骤六中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊接;
7为步骤六中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊接;
8为步骤六中在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊接;
9为步骤七中在液化天然气储罐内罐壁板内填充焊缝基础上进行盖面焊接;
10为步骤七中在液化天然气储罐内罐壁板内填充焊缝基础上进行盖面焊接;
11为步骤七中在液化天然气储罐内罐壁板内填充焊缝基础上进行盖面焊接。
具体实施方式
如图1所示,本发明液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法,其包括以下步骤:
步骤一:为焊接设备安装钨极;
步骤二:选用液化天然气储罐内罐壁板的焊接接头、制作坡口;
步骤三:对具有钨极惰性气体保护焊全自动送丝及热丝功能的焊机采用直流正接,将焊接电源的正极以及热丝电源的正极与焊接母材连接,焊接电源负极与焊枪钨极连接,热丝电源负极与焊枪导电嘴连接;
步骤四:选择确定焊接金属材料;
步骤五:调用打底根焊焊接工艺参数程序,采用立向上立缝焊接,如图1所示的1和2;
步骤六:在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊,调用填充焊接工艺参数焊接,形成外表面封闭焊缝;在每层焊接前需要使用不锈钢丝刷进行层间清理,焊接过程中层间温度低于150℃,如图1所示的3、4、5、6、7和8;
步骤七:在液化天然气储罐内罐壁板内表面填充焊缝基础上进行盖面焊,调用盖面焊接工艺参数焊接,如图1所示的9、10和11。
实施例:
对液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头进行焊接。
步骤一:为TIP TIG(一种具有热丝功能及高频振动送丝功能的氩弧焊接专利技术)焊机安装直径为3.2mm的钨极,钨极尖端打磨角度为40至50度,钨极尖端直径0.8mm。
步骤二:选用液化天然气储罐内罐壁板板厚为17至22mm的9%Ni钢板焊接接头,坡口形式采用X型焊接坡口,工件根部最小间隙为2.0至2.4mm,坡口角度为60度,钝边1.0至1.5mm。在焊缝坡口两侧25mm范围内进行打磨去除附着物,以防止油、水、锈污染。
步骤三:TIP TIG焊机采用直流正接,将焊接电源的及热丝电源的正极与焊接母材连接,焊接电源负极与焊枪钨极连接,热丝电源负极与焊枪导电嘴连接。
步骤四:焊接金属材料采用(美国超合金INCO-WELD C-276镍基焊丝),规格为直径1.0mm的实芯焊丝,钨极与焊丝的夹角呈45至60度,钨极伸出长度为6.5mm,焊丝伸出长度为15mm,焊丝与钨极之间的距离为3mm;工作时保证焊丝能够通过钨电极中心线。
步骤五:调用打底根焊焊接工艺参数程序,采用立向上立缝焊接,焊后进行清根;焊接工艺参数如表1所示。
表1步骤五的焊接工艺参数
步骤六:在LNG内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊,调用填充焊接工艺参数焊接,形成外表面封闭焊缝。在每层焊接前需要使用不锈钢丝刷进行层间清理,焊接过程中层间温度低于150℃;焊接工艺参数如表2所示。
表2步骤六的焊接工艺参数
步骤七:在LNG内罐壁板内表面填充焊缝基础上进行盖面焊,调用盖面焊接工艺参数焊接;焊接工艺参数如表3所示。
表3步骤七的焊接工艺参数
所述步骤5、6、7中焊接时保护气体为纯度99.99%的氩气,在焊缝背面需要有保护气体,气体流量为10至22L/Min;
所述步骤5、6、7中热丝电源通过送丝速度反馈回一个参考电压值,控制热丝电源给定值;
所述步骤5、6、7中采用弧长自动调整装置,弧长自动调整装置检测到的真实弧压值与设定的弧压值之间差值的绝对值大于弧压精度设定值时需要调节,弧压误差小于精度设定值,则不作调节;
所述步骤5、6、7中钨极摆动过程中焊机给脉冲基值电流,钨极端点停留时焊机给脉冲峰值电流,实现钨极摆动控制系统和钨极氩弧脉冲电流同频、同相、同脉宽的控制方式;
所述步骤5、6、7中送丝时采取相对焊接方向后方插入焊丝的高频振动自动送丝,能大大提高熔敷率;
所述步骤5、6、7中焊接结束后,送丝机自动抽丝。
本实施例中未进行说明的内容为现有技术,不再进行赘述。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (2)
1.一种液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头全自动焊接方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:为焊接设备安装钨极;
步骤二:选用液化天然气储罐内罐壁板的焊接接头、制作坡口;
步骤三:对具有钨极惰性气体保护焊全自动送丝及热丝功能的焊机采用直流正接,将焊接电源的正极以及热丝电源的正极与焊接母材连接,焊接电源负极与焊枪钨极连接,热丝电源负极与焊枪导电嘴连接;
步骤四:选择确定焊接金属材料;
步骤五:调用打底根焊焊接工艺参数程序,采用立向上立缝焊接;
步骤六:在液化天然气储罐内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊,调用填充焊接工艺参数焊接,形成外表面封闭焊缝;在每层焊接前需要使用不锈钢丝刷进行层间清理,焊接过程中层间温度低于150℃;
步骤七:在液化天然气储罐内罐壁板内表面填充焊缝基础上进行盖面焊,调用盖面焊接工艺参数焊接。
2.根据权利要求1所述的液化天然气储罐内罐壁板竖向焊接接头焊接方法,其特征在于:
所述步骤一中安装的钨极直径为3.2mm,钨极尖端打磨角度为40至50度,钨极尖端直径0.8mm,电流范围60至220A;
所述步骤二中选用板厚为17至22mm的9%Ni钢板焊接接头,坡口形式采用X型焊接坡口,工件根部最小间隙为2.0至2.4mm,坡口角度为60度,钝边1.0至1.5mm,X型坡口的焊接采用多层多道焊接方式;
所述步骤四中选择的焊接金属材料为采用美国超合金INCO-WELD C-276镍基焊丝,该焊丝的规格为直径1.0mm的实芯焊丝,钨极与焊丝的夹角呈45至60度,钨极伸出长度为6.5mm,焊丝伸出长度为15mm,焊丝与钨极之间的距离为3mm,工作时保证焊丝能够通过钨电极中心线;
所述步骤五、步骤六、步骤七中焊接时保护气体为纯度99.99%的氩气,在焊缝背面需要有保护气体,气体流量为10至22L/Min;
所述步骤五、步骤六、步骤七中热丝电源通过送丝速度反馈回一个参考电压值,控制热丝电源给定值;
所述步骤五、步骤六、步骤七中采用弧长自动调整装置,弧长自动调整装置检测到的真实弧压值与设定的弧压值之间差值的绝对值大于弧压精度设定值时需要调节,弧压误差小于精度设定值,则不作调节;
所述步骤五、步骤六、步骤七中钨极摆动过程中焊机给脉冲基值电流,钨极端点停留时焊机给脉冲峰值电流,实现钨极摆动控制系统和钨极氩弧脉冲电流同频、同相、同脉宽的控制方式;
所述步骤五中送丝时采取相对焊接方向后方插入焊丝的方式的高频振动自动送丝,能大大提高熔敷率;
所述步骤五、步骤六、步骤七中焊接结束后,送丝机自动抽丝;
所述步骤五的参数为:焊接峰值电流120至135A,焊接基值电流80至95A,电弧电压11至12V,气体流量10至15L/min,焊接速度0.5至1mm/s,热丝电流50至70A,左右端点停留时间0.5至1s,左右摆动幅度0.5至1.5mm,左右摆动时间0.3至0.5s,送丝速度30至40mm/s;
所述步骤六的参数为:焊接峰值电流140至180A,焊接基值电流120至140A,电弧电压11至13V,气体流量15至18L/min,焊接速度0.5至1.5mm/s,热丝电流60至80A,左右端点停留时间0.2至0.3s,左右摆动幅度1.0至3.0mm,左右摆动时间0.1至0.5s,送丝速度30至40mm/s;
所述步骤七的参数为:焊接峰值电流180至220A,焊接基值电流140至160A,电弧电压12至14V,气体流量18至22L/min,焊接速度1.0至2.0mm/s,热丝电流80至90A,左右端点停留时间0.2至0.3s,左右摆动幅度2.0至4.0mm,左右摆动时间0.2至0.5s,送丝速度30至40mm/s。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180828 |
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