CN109014507A - 一种实心焊丝气保立向上焊方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实心焊丝气保立向上焊方法，该方法针对储罐项目对热输入有严格要求的材质的立缝自动焊，选择研究壁厚范围≥6mm。采用实心焊丝，80%Ar+20%CO2/98%Ar+2%O2气体正面保护，水冷铜衬垫背面保护的焊接工艺方法。壁厚6～12mm开V型坡口，留间隙，无钝边，控制错边量，单面焊双面成型，背面免清根；壁厚＞12mm，开双非对称V坡口留间隙，无钝边，控制错边量，背面加水冷铜衬垫强制成型，涉及到了两种水冷铜衬垫，用于V型坡口及X型坡口背面保护。本发明所解决行业上储罐设备立焊板对热输入要求严格，不允许用气电立焊进行焊接的工况，保证焊接质量和效率的同时，降低了焊接成本。

Description

一种实心焊丝气保立向上焊方法

技术领域

本发明属于储罐自动焊技术领域，特别设计一种实心焊丝气保立向上焊工艺。

背景技术

储罐项目立缝自动焊接，常规采用气电立焊工艺，但是气电立焊电流电压较大，一般推荐厚度应用范围10～32mm，气电立焊的热输入较大，对于薄板会造成壁板严重变形，对于一些对热输入要求比较严格的材质，项目上不允许用气电立焊进行焊接，影响了储罐项目自动化程度，及其建造周期。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种实心焊丝气保立向上焊方法，解决行业上储罐设备立焊板对热输入要求严格，不允许用气电立焊进行焊接的工况，保证焊接质量和效率的同时，降低了焊接成本。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种实心焊丝气保立向上焊方法，适用于壁厚≥6mm的储罐立焊板自动焊接，其特征在于：

对于壁厚6～12mm储罐立焊板，开V型坡口，留间隙，无钝边，控制错边量，单面焊双面成型；对于壁厚＞12mm储罐立焊板，开X型坡口，留间隙，无钝边，控制错边量；利用不等间隙装配控制反变形，不等间隙上宽下窄；

80％Ar+20％CO2/98％Ar+2％O2气体正面保护，水冷铜衬垫背面保护，免清根，采用等强匹配及立焊专用实心焊丝进行焊接，焊接工艺参数为：焊接电流90-130，电弧电压17-23V，焊接速度150-270mm/min。

本发明有益效果：

本发明的实心焊丝气保立向上焊方法，解决了行业上储罐设备立焊板对热输入要求严格，不允许用气电立焊进行焊接的工况问题，气保焊热输入小，实心焊丝价格便宜，保证焊接质量和效率的同时，降低了焊接成本。

附图说明

图1为本发明中V型坡口形式图；

图2为本发明中X型坡口形式图；

图3为本发明中V型坡口背面水冷铜衬垫形式图；

图4为本发明中X型坡口背面水冷铜衬垫形式图。

附图备注：

图1、2中α、β为坡口角度，t为管件厚度，f为坡口间隙；

图3、4中a为水背面冷铜衬垫宽度，b为水背面冷铜衬垫厚度，c分别为水背面冷铜衬垫圆弧状凹槽宽度，R为圆弧状凹槽半径，h为X型坡口水冷铜衬垫深入坡口最大深度。1为通水管道，2为背面保护端。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步的详细叙述：

本实施例提供的一种薄壁板实心焊丝气保立向上焊方法，包括如下步骤：

①针对储罐项目对热输入有严格要求的材质的立缝对接，选择研究壁厚范围≥6mm。采用实心焊丝，80％Ar+20％CO2/98％Ar+2％O2气体正面保护，水冷铜衬垫背面保护的焊接工艺方法。

②根据壁厚，开制坡口，对于壁厚6～12mm储罐立焊板开V型坡口(如图1)，留间隙，无钝边，控制错边量，单面焊双面成型，背面免清根；壁厚＞12mm，开X型坡口(如图2，X型坡口上下并非对称，由非对称双V坡口组成)，留间隙，无钝边，控制错边量，背面加水冷铜衬垫强制成型，龙门卡点焊，并依靠不等间隙控制变形量；

③涉及到了两种水冷铜衬垫，分别用于V型坡口及X型坡口背面保护，V型坡口背面水冷铜衬垫(如图4)为凹型，X型坡口背面水冷铜衬垫(如图3)为凸型。水冷铜衬垫通水管道1两端接进、出水管；背面保护端2机械加工而成，铜衬垫背面圆弧状凹槽深度为1.5mm，宽度为5mm，弧槽半径R约为3.2mm，利于背面免清根。

④等强匹配及专用的立焊实心焊丝进行焊接，本工艺采用的实心焊丝为立焊专用焊，采用3G立焊焊接位置单丝多层多道焊接，焊枪角度与工件表面呈垂直。针对碳钢来说，其焊接工艺参数为焊接电流90-130A，电弧电压18-22V，焊接速度150-270mm/min。针对不锈钢来说，其焊接工艺参数为焊接电流90-120A，电弧电压17-23V，焊接速度150-240mm/min，焊接过程中摆动需要延长左右摆动停留时间，左右停留0.2-0.3s最好。

在实际操作中其焊接方法如下：

1.焊接设备与材料

(1)焊接电源选用米勒电源及送丝机，配置一台冷却水循环系统。焊接设备主要由焊接小车、精密磁性导轨、电气控制箱、焊枪以及水冷铜衬垫等组成；

(2)选择母材碳钢板A283Gr.C，规格400*200*8mm/400*200*20mm各一对；采用专用气保立焊实心焊丝(碳钢气保焊丝TM-56/天泰，焊丝直径为φ1.2mm)；

(3)选用80％Ar+20％CO2气体正面保护。

2.焊前准备

(1)坡口加工：采用数控机床加工对碳钢A283Gr.C板分别开V/X型坡口，坡口角度α/β为60±5°，间隙f为4±0.5mm，无钝边控制在0±0.5mm，错边量≤1.5mm，在焊接过程会发生焊缝收缩，因此依靠不等间隙装配(不等间隙宽度上下不一致，上面5mm，下面4mm)来控制反变形；

(2)焊前处理，坡口清理、龙门卡点焊，并依靠不等间隙控制变形量、调整焊前位置及角度；

(3)检查水路气路是否畅通，并将保护气体流量调至15-25L/min(先通气后滞气)。

3.焊接过程

(1)焊接位置：3G位置；

(2)焊枪位置：为保证背面的熔透，调整焊枪位置，垂直焊接时，与工件表面呈90°夹角；

(3)通过对焊枪位置、焊接参数等调整和控制，壁厚8mm单面焊双面成型，正面焊接两道，(壁厚20mm时正面多层多道焊接，保证正面成型，背面可以免清根，背面多层多道焊，保证储罐立缝内外侧焊接的成型质量。壁厚8mm焊接工艺参数如表1，摆动参数见表2；壁厚20mm焊接工艺参数如表3，摆动参数见表4。

表1：焊接参数(壁厚8mm，V型坡口)

表2：摆动参数(壁厚8mm，V型坡口)

表3：焊接参数(壁厚20mm，X型坡口)

表4：摆动参数(壁厚20mm，X型坡口)

4.焊后检测：经过焊缝外观检测、X射线检测、超声波检测、拉伸强度及冲击韧性试验，检测和试验结果是，焊缝成型良好，焊缝表面无明显的未融合、未焊透、咬边等宏观焊接缺陷，焊缝强度可达母材强度的90％，内部无气孔、夹渣、裂纹等微观焊接缺陷。

本实施例中通过实心焊丝气保立向上焊工艺，解决行业上储罐设备立焊板对热输入要求严格，不允许用气电立焊进行焊接的工况，保证焊接质量和效率的同时，降低了焊接成本。

以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (6)

1.一种实心焊丝气保立向上焊方法，适用于壁厚≥6mm的储罐立焊板自动焊接，其特征在于：

对于壁厚6～12mm储罐立焊板，开V型坡口，留间隙，无钝边，控制错边量，单面焊双面成型；对于壁厚＞12mm储罐立焊板，开X型坡口，留间隙，无钝边，控制错边量；利用不等间隙装配控制反变形，不等间隙上宽下窄；

80%Ar+20%CO2/98%Ar+2%O2气体正面保护，水冷铜衬垫背面保护，免清根，采用等强匹配及立焊专用实心焊丝进行焊接，焊接工艺参数为：焊接电流90-130，电弧电压17-23V，焊接速度150-270mm/min。

2.根据权利要求1所述的实心焊丝气保立向上焊方法，其特征在于：采用3G立焊焊接位置单丝多层多道焊接，焊枪角度与工件表面垂直。

3.根据权利要求1所述的实心焊丝气保立向上焊方法，其特征在于：采用两种水冷铜衬垫分别用于V型坡口和X型坡口背面保护。

4.根据权利要求3所述的实心焊丝气保立向上焊方法，其特征在于：水冷铜衬垫通水管道两端分别接进、出水管；背面保护端机械加工而成。

5.根据权利要求3所述的实心焊丝气保立向上焊方法，其特征在于：V型坡口背面水冷铜衬垫为凹型，X型坡口背面水冷铜衬垫为凸型。

6.根据权利要求3所述的实心焊丝气保立向上焊方法，其特征在于：水冷铜衬垫背面圆弧状凹槽深度为1.5mm，宽度为5mm，弧槽半径为3.2mm，利于背面免清根。