CN108941959A - 一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法 - Google Patents

一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,包括:对第一待焊件和第二待焊件除油、烘干、打磨;对第一待焊件和第二待焊件待焊处进行点焊定位;第一待焊件和第二待焊件背面预先通氩气;第一待焊件和第二待焊件预热、成形;分角度优化焊接热输入量,确保焊缝成形均匀,焊缝表面凹陷量≤0.1mm,焊漏均匀且不堵塞待焊件内孔;第一待焊件和第二待焊件背面滞后通氩气;对焊缝表面和内部进行质量检查;对第一待焊件和第二待焊件之间的焊缝进行密封性检测。本发明解决了不锈钢导管自动氩弧焊“焊缝成形不均匀,焊缝表面凹陷量大,焊漏堵塞导管内孔”的问题。

Description

一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法
技术领域
本发明涉及Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊,具体地,涉及一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊焊缝成形质量的方法。
背景技术
不锈钢导管自动氩弧焊,焊缝成形均匀,有效控制焊缝表面凹陷量,避免焊漏堵塞导管内孔,一直是焊接领域的难点问题,既要保证导管焊透,又要保证焊漏均匀、不堵塞内孔,焊缝质量满足QJ2865I级要求。
以某型号测压管承压工况要求,焊缝需承受“2MPa氦检,保持5min不泄露”的焊缝密封性考核。
发明内容
针对现有技术中的缺陷,本发明的目的是提供一种精确控制不锈钢导管自动氩弧焊焊缝成形质量的方法。
根据本发明提供的一种控制不锈钢导管自动氩弧焊焊缝成形质量的方法,包括如下步骤:
焊接准备步骤:对第一待焊件和第二待焊件内壁和表面除油,对不锈钢导管烘干、机械打磨;
点焊定位步骤:对第一待焊件和第二待焊件待焊处进行点焊定位;
管焊钳装夹步骤:管焊钳安装卡块工装,将第一待焊件和第二待焊件装夹于管焊钳内;
钨极处理步骤:处理钨极尖端,采用钨极高度调整工装定位钨极尖端高度;待钨极尖端高度确定后,取出钨极高度调整工装;
焊前保护步骤:第一待焊件和第二待焊件背面预先通氩气;
焊接步骤:第一待焊件和第二待焊件预热、成形;分角度优化焊接热输入量,确保焊缝成形均匀,焊缝表面凹陷量≤0.1mm,焊漏均匀且不堵塞待焊件内孔;
焊后保护步骤:第一待焊件和第二待焊件背面滞后通氩气;
质量检查步骤:对焊缝表面和内部进行质量检查;
焊缝检测步骤:对第一待焊件和第二待焊件之间的焊缝进行密封性检测。
优选地,所述焊接准备步骤包括:
对第一待焊件和第二焊件对接待焊处端面、内外表面进行机械打磨至可见金属色,第一待焊件、第二待焊件待焊端面与轴线垂直度为0.05。
优选地,所述点焊定位步骤包括:在定位工装限位下,第一待焊接件和第二焊接件接缝处对称定位2点,错边量≤0.05mm、间隙≤0.01mm。
优选地,所述钨极直径Φ1mm,钨极尖端为30°。
优选地,采用钨极高度调节工装,精确控制钨极尖端距第一待焊件、第二待焊件表面高度0.45~0.55mm;调整第一待焊件、第二待焊件位置,钨极尖端对准第一待焊件、第二待焊件的接缝处。
优选地,焊接步骤包括:优化焊接速度,采用双圈焊接模式,峰值电流分角度衰减设置。
优选地,还包括焊点检查步骤:
对点焊定位的焊点进行质量检查。
优选地,质量检查步骤包括:
焊缝成形质量满足QJ2865I级要求,焊缝表面质量检查包括:焊缝表面光滑均匀光亮,不能有氧化和咬边的缺陷;焊缝表面凹陷量≤0.1mm,不能够未焊透;焊漏均匀,不能堵塞导管内孔;焊缝内部质量检查包括:经X射线检查,焊缝内部不能有气孔、裂纹和夹杂的缺陷,内部气孔数量≤1,尺寸≤0.5mm。
优选地,焊缝检测步骤包括:焊缝需承受2MPa氦气,保持5min,不泄漏。
与现有技术相比,本发明具有如下的有益效果:
1、本发明解决了不锈钢导管自动氩弧焊问题,采用双圈分角度控制焊接过程热输入量,衰减峰值电流,确保焊缝表面凹陷量和焊漏稳定可控,焊接过程焊漏均匀、稳定,焊缝质量满足QJ2865I级要求,承受相应的密封性指标考核;
2、本发明中钨极高度调节工装,可精确控制钨极尖端离待焊件表面距离0.45~0.55mm。钨极高度调节工装中Φ3mm与待焊件导管Φ3*1mm同尺寸;同钨极尖端高度等高,定位钨极高度;当钨极高度定位完毕,钨极位置保持不变,直至相同尺寸规格待焊件焊接完毕;矩形槽1mmX0.5mm,方便操作者从管焊钳中取出钨极高度调节工装。
3、本发明中点焊定位工装,实现第一待焊接件和第二焊接件同轴,两待焊件接缝处错边量≤0.05mm、间隙≤0.01mm。
4、本发明中Φ3mm卡块夹持工装,材料为高温钛合金7715D,可承受600℃工作环境考核,比强度高,焊接过程夹持,不易变形。卡块结构特点:内孔与待焊件导管外径表面贴实,导通焊接电流回路,实现焊接过程热输入稳定;宽度0.4mm线切割槽,焊接过程导管热变形自适应调整,消除卡块约束应力,实现焊缝成形均匀、无裂纹缺陷,保证焊缝成形质量。
5、本发明中双圈分角度控制焊接过程热输入量,峰值电流衰减设置分为三个阶段:第一阶段焊接热源加热工件;第二阶段焊接热源实现焊缝成形,焊件接缝处逐渐熔化;第三阶段待焊件导管熔透且焊漏均匀,导管内孔未堵塞。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本发明中第一待焊接件和第二焊接件的焊接示意图;
图2为本发明中点焊定位工装示意图;
图3为本发明中Φ3mm导管焊接前,钨极高度调整工装示意图;
图4为本发明中Φ3mm卡块夹持工装示意图;
图5为本发明中双圈分角度控制焊接过程热输入量,焊接峰值电流衰减示意图;
图6为本发明的系统Φ3mm导管自动氩弧焊温度场分布示意图(计算机仿真模拟);
图7为本发明的系统Φ3mm导管加工工艺流程示意图;
图8为本发明的步骤流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明,但不以任何形式限制本发明。应当指出的是,对本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中,本发明提供了一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊焊缝成形质量的方法,包括如下步骤:
步骤1:不锈钢导管内壁和表面除油;
步骤2:导管烘干;
步骤3:对第一待焊件和第二待焊件待焊处机械打磨;
步骤4:对第一待焊件和第二待焊件待焊处进行点焊定位;
步骤5:管焊钳安装Φ3mm卡块工装,将焊件装夹于管焊钳内;
步骤6:处理钨极尖端;
步骤7:安装钨极及调整钨极尖端高度,钨极尖端对准焊件接缝处;
步骤8:第一待焊件和第二待焊件背面预先通氩气;
步骤9:焊接过程:双圈焊接模式:待焊件预热+成形;分角度优化焊接热输入量,确保焊缝成形均匀,焊缝表面凹陷量≤0.1mm,焊漏均匀且不堵塞导管内孔;
步骤10:第一待焊件和第二待焊件背面滞后通氩气;
步骤11:焊缝成形质量满足QJ2865I级要求,包括焊缝表面和内部质量检查。焊缝表面质量检查包括:焊缝表面光滑均匀光亮、不允许氧化、咬边等缺陷;焊缝表面凹陷量≤0.1mm,不允许未焊透;焊漏均匀,不允许堵塞导管内孔。经X射线检查,焊缝内部不允许气孔、裂纹和夹杂等缺陷;
步骤12:焊缝密封性测试:根据系统型号密封性指标要求,对焊缝进行密封性检测。以某型号测压管Φ3*1mm不锈钢导管自动氩弧焊为例,焊缝需承受2MPa氦气,保持5min,不泄漏。
所述步骤4具体为:通过定位工装限位,两待焊件接缝处错边量≤0.05mm、间隙≤0.01mm。
所述点焊定位的工艺参数具体为:两待焊件接缝处对称定位2点;对应的焊接工艺参数为:电流6~10A,氩气流量4~8L/min。
所述步骤5具体为将点焊定位后的Φ3mm导管固定于Φ3卡块夹持工装中,实现固定待焊件和连通焊接电流回路等功效。
当焊接时,对第一待焊接件和第二待焊接件都是不锈钢1Cr18Ni9TiΦ3*1mm导管进行焊接。
在所述步骤8包括如下步骤:焊接速度:8r/min;频率:70Hz;脉宽33%;基值电流:4A;焊接过程分三段,分别对应的角度为200°、360°、160°,峰值电流分别是21A、19A、18A。焊接过程中,第一阶段焊接热源加热工件;第二阶段焊接热源实现焊缝成形,焊件接缝处逐渐熔化;第三阶段待焊件导管熔透且焊漏均匀,导管内孔未堵塞。
更为具体的,本发明还包括如下步骤:对焊缝进行质量检查,具体为,焊缝成形质量满足QJ2865I级要求,包括焊缝表面和内部质量检查。焊缝表面质量检查包括:焊缝表面光滑均匀光亮、不允许氧化、咬边等缺陷;焊缝表面凹陷量≤0.1mm,不允许未焊透;焊漏均匀,不允许堵塞导管内孔。经X射线检查,焊缝内部不允许气孔、裂纹和夹杂等缺陷;焊缝密封性测试:根据系统型号密封性指标要求,对焊缝进行密封性检测。以某型号测压管Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊为例,焊缝需承受2MPa氦气,保持5min,不泄漏。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改,这并不影响本发明的实质内容。

Claims (9)

1.一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,包括如下步骤:
焊接准备步骤:对第一待焊件和第二待焊件内壁和表面除油,对不锈钢导管烘干、机械打磨;
点焊定位步骤:对第一待焊件和第二待焊件待焊处进行点焊定位;
管焊钳装夹步骤:管焊钳安装卡块工装;
钨极处理步骤:处理钨极尖端,采用钨极高度调整工装定位钨极尖端高度;待钨极尖端高度确定后,取出钨极高度调整工装;
焊前保护步骤:第一待焊件和第二待焊件背面预先通氩气;
焊接步骤:第一待焊件和第二待焊件预热、成形;分角度优化焊接热输入量,确保焊缝成形均匀,焊缝表面凹陷量≤0.1mm,焊漏均匀且不堵塞待焊件内孔;
焊后保护步骤:第一待焊件和第二待焊件背面滞后通氩气;
质量检查步骤:对焊缝表面和内部进行质量检查;
焊缝检测步骤:对第一待焊件和第二待焊件之间的焊缝进行密封性检测。
2.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,所述焊接准备步骤包括:
对第一待焊件和第二焊件对接待焊处端面、内外表面进行机械打磨至可见金属色,第一待焊件、第二待焊件待焊端面与轴线垂直度为0.05。
3.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,所述点焊定位步骤包括:在定位工装限位下,第一待焊接件和第二焊接件接缝处对称定位2点,错边量≤0.05mm、间隙≤0.01mm。
4.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,所述钨极直径Φ1mm,钨极尖端为30°。
5.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,采用钨极高度调节工装,精确控制钨极尖端距第一待焊件、第二待焊件表面高度0.45~0.55mm;调整第一待焊件、第二待焊件位置,钨极尖端对准第一待焊件、第二待焊件的接缝处。
6.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,焊接步骤包括:优化焊接速度,采用双圈焊接模式,峰值电流分角度衰减设置。
7.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,还包括焊点检查步骤:
对点焊定位的焊点进行质量检查。
8.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,质量检查步骤包括:
焊缝成形质量满足QJ2865I级要求,焊缝表面质量检查包括:焊缝表面光滑均匀光亮,不能有氧化和咬边的缺陷;焊缝表面凹陷量≤0.1mm,不能够未焊透;焊漏均匀,不能堵塞导管内孔;焊缝内部质量检查包括:经X射线检查,焊缝内部不能有气孔、裂纹和夹杂的缺陷,内部气孔数量≤1,尺寸≤0.5mm。
9.根据权利要求1所述的一种精确控制Φ3mm不锈钢导管自动氩弧焊成形质量的方法,其特征在于,焊缝检测步骤包括:
焊缝需承受2MPa氦气,保持5min,不泄漏。
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