CN108687429A - 高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法 - Google Patents

高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于焊接技术领域。一种高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，用于材质为EH36、厚度50~80mm的高强度钢板的拼板焊接，包括以下步骤：在焊接处加工X型坡口，进行钢板的拼板组对和坡口清理，并完成封底焊；采用双电双丝埋弧焊，通过多层多道焊进行其中一侧的焊接；对另一侧进行清根，并采用双电双丝埋弧焊，通过多层多道焊进行清根后的一侧的焊接；进行焊缝探伤检测。本发明首先进行二氧化碳气体保护焊封底焊，以防止焊穿及定位问题，为后续的焊接提供良好的基础，同时本申请的工艺使得EH36高强度钢在海工产品中得以应用，该技术可广泛应用于海上风电基础桩的EH36材料焊口的焊接及所有选用EH36材料焊口的拼板焊接。

Description

高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，主要应用于海上风电基础桩的EH36材料焊口的焊接及所有选用EH36材料焊口的拼板焊接。
背景技术
EH36是一种低温高强度钢，其组织均匀，晶粒细化，因而具有良好的强度，低温冲击韧性和厚度方向性能。随着我国现代化工业的迅速发展，在海工产品中得以应用，特别是近几年海上风电的兴起，广泛应用于基础桩的制造中，应用最多的厚度范围是50~80mm，因厚度较大容易出现焊缝韧性降低的问题，造成焊接技术难度增加。此外，传统的单丝埋弧焊效率低下。在此背景下发展双电双丝埋弧焊技术，提高焊接质量，减轻焊工劳动强度，改善焊工劳动条件，提高焊接效率和社会经济效益，缩短施工工期是一个必然趋势。
由于现阶段对通过双电双丝埋弧焊进行EH36材料焊口，尤其是板厚较大的情况下的焊接工艺没有成熟的焊接标准，研究资料欠缺，导致通过双电双丝埋弧焊进行EH36材料焊口的焊接质量无法得到保障，使得该工艺无法得到有效的实施和推广。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其能够用于材质为EH36、厚度50~80mm的高强度钢板的拼板焊接，实现了高质量和高效率的焊接工艺。
为达到上述目的，所采取的技术方案是：
一种高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，用于材质为EH36、厚度50~80mm的高强度钢板的拼板焊接，其特征在于，包括以下步骤：
a、在焊接处加工X型坡口，进行钢板的拼板组对和坡口清理，并完成封底焊；
b、采用双电双丝埋弧焊，通过多层多道焊进行其中一侧的焊接；
c、对另一侧进行清根，并采用双电双丝埋弧焊，通过多层多道焊进行清根后的一侧的焊接；
d、进行焊缝探伤检测。
优选地，工序a中，在拼板组对和坡口清理完成后，先通过点焊定位，再进行封底焊。
优选地，点焊定位和封底焊的焊接方式为气体保护焊，其焊接电流240~260A,焊接电压28~30V，且封底焊的焊接速度25~30cm/min。
优选地，工序b的具体焊接步骤为：采用双电双丝埋弧焊的前置焊枪进行至少一层打底焊；再采用双电双丝埋弧焊进行多层多道焊。
优选地，打底焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊丝直径ø4.0mm,焊接电流600~700A，焊接电压28~32V；
多层多道焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，焊枪倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流600~700A，焊接电压25~28V，焊丝直径ø4.0mm；
多层多道焊的后置焊枪的参数为：电流种类为交流，后置焊枪倾角为后倾10º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流500~600A，焊接电压30~33V，焊丝直径ø4.0mm；
打底焊和多层多道焊的焊接速度均为450~550 cm/min。
优选地，在打底焊和多层多道焊的施焊过程中，对层间温度进行实时测量，并确保层间温度不大于200℃。
优选地，工序c中，通过碳弧气刨进行清根，碳棒直径ø10mm，碳棒杆伸长80~100mm，碳弧气刨电流400~500A，压缩空气压力0.4~0.6MPa，碳弧气刨速度40~60cm/min，以封底焊焊缝为中心清根至完全融合层。
优选地，工序c中，对清根后的一侧的具体焊接步骤为：对清根时坡口处产生的氧化物进行清理，采用双电双丝埋弧焊的前置焊枪进行至少一层打底焊；再采用双电双丝埋弧焊进行多层多道焊。
优选地，打底焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊丝直径ø4.0mm,焊接电流600~700A，焊接电压28~32V；
多层多道焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，焊枪倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流600~700A，焊接电压25~28V，焊丝直径ø4.0mm；
多层多道焊的后置焊枪的参数为：电流种类为交流，后置焊枪倾角为后倾10º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流500~600A，焊接电压30~33V，焊丝直径ø4.0mm；
打底焊和多层多道焊的焊接速度均为450~550 cm/min。
优选地，在打底焊和多层多道焊的施焊过程中，对层间温度进行实时测量，并确保层间温度不大于200℃。
采用上述技术方案，所取得的有益效果是：
①本申请能够使得生产效率大幅提高，同时双电双丝埋弧焊焊材熔敷效率是传统单丝埋弧焊的2倍以上，焊接速度是传统单丝埋弧焊的2~3倍整体焊接效率与传统单丝埋弧焊相比提高2倍以上。
②本申请的焊缝质量稳定可靠，因双电双丝埋弧焊熔池存在时间长，熔池内杂质析出时间长，因此焊缝质量更稳定可靠。
③本申请整体需要配置的设备少，作业人员能够少，因单套设备效率提高2倍以上，在工位相同的情况下投入的设备和人员能够减少一倍以上。
④本发明在双电双丝埋弧焊焊接前进行二氧化碳气体保护焊封底焊，以防止焊穿及定位问题，为后续的焊接提供良好的基础。随着我国现代化工业的迅速发展，EH36高强度钢在海工产品中得以应用，该技术可广泛应用于海上风电基础桩的EH36材料焊口的焊接及所有选用EH36材料焊口的拼板焊接，并为该焊接工艺推广和实施提供良好的保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。
图1为本申请高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法的工序图。
图2为双电双丝埋弧焊焊接设备的结构示意图。
图中序号：101为焊接电源、102为焊接小车、103为直流电源、104为交流电源、105为行走机构、106为立柱、107为横臂、108为前置焊枪、109为后置焊枪、110为焊剂管、111为焊剂斗、112为前置焊枪送丝机、113为焊枪调节机构、114为后置焊枪送丝机、115为焊接控制盒、116为焊丝盘、117为前置焊枪焊丝、118为后置焊枪焊丝、119为工件。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术特征和技术效果更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1和图2，本申请提供了一种高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，具体的应用于材质为EH36钢，厚度在50~80mm的高强度钢板的拼板焊接，其具体的焊接步骤为：
一、前期处理工作有：坡口的加工和处理、二氧化碳气体保护焊点焊定位，二氧化碳气体保护焊封底焊。具体的为：
1.1先在待焊接处切割出X型坡口。
1.2组对点焊：将坡口处清理干净至露出金属光泽，对口间隙控制在0~3mm。采用坡口内二氧化碳气体保护焊点焊定位，焊丝直径1.2mm，焊接电流240~260A，焊接电压28~30V。
1.3二氧化碳气体保护焊封底焊：二氧化碳气体保护焊封底焊在X型坡口尺寸小的一侧进行一层封底焊。焊接电流240~260A,焊接电压28~30V，焊接速度25~30cm/min，厚度为3-8mm，以厚度5mm为宜。
在进行下述焊接过程中，保证二氧化碳气体保护焊封底焊及双电双丝埋弧焊均在不低于5℃的室温下进行。
二、采用双电双丝埋弧焊进行未封底焊一侧的多层多道焊接：
采用如图2的双电双丝埋弧焊焊接设备进行焊接，双电双丝埋弧焊焊接设备主要由焊接电源101和焊接小车102两部分组成。焊接电源101包括直流电源103和交流电源104。焊接小车102包括行走机构105、立柱106、横臂107，横臂107安装在立柱106上，横臂107前部装有前置焊枪108、后置焊枪109、焊剂管110、焊剂斗111、焊枪调节机构113、焊接控制盒115，焊枪调节机构113上装有前置焊枪送丝机112和后置焊枪送丝机114，横臂107后部装有焊丝盘116，焊接小车102放在工件119上，两根焊枪108、109与工件119形成焊接回路，行走机构105使焊接小车102在工件上平稳、匀速行走。
进行焊接时，工件119水平放置在地面上，焊接小车放置在工件的待焊位置，焊丝117、118放置在焊丝盘116上，通过送丝机112、114从焊枪108、109伸出，焊剂斗111中装有烘干过的焊剂，焊剂从焊剂管110流至工件119待焊位置；调整焊接小车102上横臂107的水平距离使焊枪108、109位于焊缝中心上方，打开焊剂斗111，供应焊剂，接通电源103、104，启动送丝机112、114供给焊丝117、118进行焊接，最终实现机械完成引燃电弧、焊接和熄灭电弧的焊接过程。
在进行未封底一侧的焊接时，采用双电双丝埋弧焊的前置焊枪进行至少一层打底焊，本实施例中进行两层打底焊为宜；再采用双电双丝埋弧焊进行多层多道焊。
其打底焊的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接；焊枪倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊丝直径ø4.0mm,焊接电流600~700A，焊接电压28~32V，焊接速度450~550cm/min，在施焊过程中，应随时用测温枪测量，确保层间温度不大于200℃。
多层多道焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，焊枪倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流600~700A，焊接电压25~28V，焊丝直径ø4.0mm。
多层多道焊的后置焊枪的参数为：电流种类为交流，后置焊枪倾角为后倾10º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流500~600A，焊接电压30~33V，焊丝直径ø4.0mm。
打底焊和多层多道焊的焊接速度均为450~550 cm/min。
三、采用碳弧气刨对封底焊一侧进行清根；碳弧气刨清根是采用手工碳弧气刨进行清根，碳棒直径ø10mm，碳棒杆伸长80~100mm，碳弧气刨电流400~500A，压缩空气压力0.4~0.6MPa，碳弧气刨速度40~60cm/min，以封底焊焊缝为中心清根至完全融合层。
四、清根完成后，进行清根后一侧焊接时，气焊接步骤与本实施例的步骤三中未封底焊一侧的焊接步骤一致。
五、焊接完成后在空气中自然冷却，大致48小时后进行焊缝检验，采用磁粉探伤及超声波探伤进行无损检验。
在上述的焊接步骤中，其双电双丝埋弧焊用焊剂必须经过大致350℃烘干两小时才可使用。
除非上下文特别规定或明显说明，否则如本文所用的术语“大致”应理解为在本领域正常公差的范围之内，例如在平均值的两个标准偏差之内。“大致”可理解为在设定值10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%、或0.01%之内。除非另有明确的上下文，本文提供的所有数值可通过术语“大致”来修正。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (10)

1.一种高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，用于材质为EH36、厚度50~80mm的高强度钢板的拼板焊接，其特征在于，包括以下步骤：
a、在焊接处加工X型坡口，进行钢板的拼板组对和坡口清理，并完成封底焊；
b、采用双电双丝埋弧焊，通过多层多道焊进行其中一侧的焊接；
c、对另一侧进行清根，并采用双电双丝埋弧焊，通过多层多道焊进行清根后的一侧的焊接；
d、进行焊缝探伤检测。
2.根据权利要求1所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，工序a中，在拼板组对和坡口清理完成后，先通过点焊定位，再进行封底焊。
3.根据权利要求2所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，点焊定位和封底焊的焊接方式为气体保护焊，其焊接电流240~260A,焊接电压28~30V，且封底焊的焊接速度25~30cm/min。
4.根据权利要求1所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，工序b的具体焊接步骤为：采用双电双丝埋弧焊的前置焊枪进行至少一层打底焊；再采用双电双丝埋弧焊进行多层多道焊。
5.根据权利要求4所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，打底焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊丝直径ø4.0mm,焊接电流600~700A，焊接电压28~32V；
多层多道焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，焊枪倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流600~700A，焊接电压25~28V，焊丝直径ø4.0mm；
多层多道焊的后置焊枪的参数为：电流种类为交流，后置焊枪倾角为后倾10º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流500~600A，焊接电压30~33V，焊丝直径ø4.0mm；
打底焊和多层多道焊的焊接速度均为450~550 cm/min。
6.根据权利要求5所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，在打底焊和多层多道焊的施焊过程中，对层间温度进行实时测量，并确保层间温度不大于200℃。
7.根据权利要求1所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于， 工序c中，通过碳弧气刨进行清根，碳棒直径ø10mm，碳棒杆伸长80~100mm，碳弧气刨电流400~500A，压缩空气压力0.4~0.6MPa，碳弧气刨速度40~60cm/min，以封底焊焊缝为中心清根至完全融合层。
8.根据权利要求1或7所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，工序c中，对清根后的一侧的具体焊接步骤为：对清根时坡口处产生的氧化物进行清理，采用双电双丝埋弧焊的前置焊枪进行至少一层打底焊；再采用双电双丝埋弧焊进行多层多道焊。
9.根据权利要求8所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，打底焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊丝直径ø4.0mm,焊接电流600~700A，焊接电压28~32V；
多层多道焊的前置焊枪的参数为：电流种类为直流，电极极性为直流反接，焊枪倾角为前倾5º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流600~700A，焊接电压25~28V，焊丝直径ø4.0mm；
多层多道焊的后置焊枪的参数为：电流种类为交流，后置焊枪倾角为后倾10º，焊丝杆伸长25~30mm，焊枪焊接电流500~600A，焊接电压30~33V，焊丝直径ø4.0mm；
打底焊和多层多道焊的焊接速度均为450~550 cm/min。
10.根据权利要求9所述的高强度钢板双电双丝埋弧焊焊接方法，其特征在于，在打底焊和多层多道焊的施焊过程中，对层间温度进行实时测量，并确保层间温度不大于200℃。
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