CN109604784B - 法兰自动埋弧焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种法兰自动埋弧焊接方法，其包括下述步骤：步骤S1.将待焊接的管道的切口和法兰的待焊接面进行清理；步骤S2.将待焊接的法兰和管道进行组对装配，并形成角接接头；步骤S3.对角接接头进行点焊固定；步骤S4.对点焊固定好的法兰和管道进行装夹；步骤S5.对管道的一端的外周上的角接接头进行自动埋弧焊接；步骤S6.对管道的另一端的内周上的角接接头进行自动埋弧焊接；步骤S7.拆卸法兰和管道后重新装夹，使得外周上的角接接头未焊接的一端的法兰朝下，重复步骤S5‑S6。采用自动埋弧焊接，焊缝成分稳定，机械性能好，飞溅少，成形好，焊缝质量高。而且生产效率高，减轻了手工操作的劳动强度，无弧光辐射，烟尘少。

Description

法兰自动埋弧焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，特别涉及一种法兰自动埋弧焊接方法。
背景技术
CO2手工焊接法兰和管道角焊缝有很多缺点：焊缝质量方面，焊缝成形差，焊角不齐，焊缝高低薄厚不均匀，容易产生咬边，焊缝飞溅多，焊接接头多且不平整，造成打磨工作量大，焊缝修补量大。安全方面，焊接时管道吊运翻转次数多，翻转时容易碰伤手脚，尤其刚焊接好，表面温度高，容易高温烫伤，焊后清除药渣，药渣飞溅易伤手、脚及眼睛。生产效率方面，焊接速度慢，劳动强度大，生产效率低，焊缝打磨工作量大，而且焊工技术要求高。
CO2气体保护自动焊有两种，一种是实芯焊丝焊接，另一种是药芯焊丝焊接。CO2实芯焊丝焊接，优点是焊接时温度低，焊接熔池较小易控制焊缝成型，焊缝区飞溅少，缺点是，焊接速度慢效率低，焊接接头高难打磨，而且必须采用H2和CO2混合气体，混合气体成本高。CO2药芯焊丝焊接，优点是焊接速度快，焊缝光洁；缺点是飞溅多，操作困难，焊接接头高，焊接时操作人员检查焊缝质量必须戴好防护面罩。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术的上述缺陷，提供一种法兰自动埋弧焊接方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种法兰自动埋弧焊接方法，其特点在于，其包括下述步骤：
步骤S1.将待焊接的管道的切口和法兰的待焊接面进行清理；
步骤S2.将待焊接的法兰和管道进行组对装配，并形成角接接头；
步骤S3.对所述角接接头进行点焊固定；
步骤S4.对点焊固定好的所述法兰和所述管道进行装夹；
步骤S5.对所述管道的一端的外周上的角接接头进行自动埋弧焊接；
其中，所述自动埋弧焊，采用多层焊接方法，第一层的焊接电压为36-37V，焊接电流为500-650A，焊接速度为650-730mm/min，第二层的焊接电压为37-38V，焊接电流为650-800A，焊接速度为650-700mm/min；
步骤S6.对所述管道的另一端的内周上的角接接头进行自动埋弧焊接；
步骤S7.拆卸所述法兰和管道后重新装夹，使得所述管道的外周上的角接接头未焊接的一端的法兰朝下，重复所述步骤S5-S6。
较佳地，在所述步骤S1中，所述切口的端面倾斜偏差小于1％D，且小于5mm,D为所述管道的公称直径。
较佳地，在所述步骤S2中，所述管道的管口的圆度小于1％D，且小于5mm。
较佳地，在所述步骤S2中，将待焊接的所述管道插入所述法兰的内孔内，所述管道和所述法兰同心，所述管道的端面离所述法兰的密封面的距离大于10mm，所述管道的中心线与所述法兰的密封面垂直，所述法兰和所述管道的单边间隙小于3mm。管道的端面离法兰的密封面的距离大于10mm，这主要是为了防止在焊接管道内孔中的角接接头时，角焊缝超出法兰密封面，影响法兰连接的密封性。
较佳地，在所述步骤S3中，所述管道两端的两个法兰平行，所述两个法兰的螺栓孔的位置与待连接法兰的螺栓孔的位置对应。这主要是为了防止法兰和管道焊接以后，与待连接法兰连接时孔的位置能匹配。
较佳地，在所述步骤S3中，在所述角接接头上进行点焊焊接，并在所述角接接头圆周上形成3-5个点焊焊接点，所述点焊焊接点沿圆周均匀分布，且焊接点的长度为10-15mm。这样可以确保接头的固定强度，采用手工氩弧焊方法进行点焊焊接。
较佳地，在所述步骤S4中，用旋转平台上的三爪卡盘卡紧所述管道的内径，所述旋转平台与水平面的夹角为45-60°。
较佳地，在所述步骤S5中，焊剂的烘干温度为350-400℃，并保温1-2小时。这主要是为了防止焊剂中的水分导致焊缝产生气孔。而且焊剂吸潮，也会使焊缝表面产生压坑。
较佳地，在所述步骤S5中，所述法兰的口径为550-620mm，所述自动埋弧焊接电流、焊接电压及焊接速度的匹配参数为：第一层焊接电流为500-550A，焊接电压为36-37V，焊接速度为700-730mm/min；第二层焊接电流为650-700A，焊接电压为37-38V，焊接速度为650-680mm/min。焊接参数的匹配对焊缝质量的影响很大，焊接速度过快，焊接电压过大会造成咬边，焊接电压过小会产生焊瘤。焊接电流过大，背面会熔穿或者无法清除药渣；焊接电流过小，会影响焊缝强度。
较佳地，在所述步骤S5中，所述法兰的口径为620-700mm，所述自动埋弧焊接电流、焊接电压及焊接速度的匹配参数为：第一层焊接电流为550-600A，焊接电压为36-37V，焊接速度为680-700mm/min；第二层焊接电流为700-750A，焊接电压为37-38V，焊接速度为650-680mm/min。
较佳地，在所述步骤S5中，所述法兰的口径为700-750mm，所述自动埋弧焊接电流、焊接电压及焊接速度的匹配参数为：第一层焊接电流为600-650A，焊接电压为36-37V，焊接速度为650-680mm/min；第二层焊接电流为750-800A，焊接电压为37-38V，焊接速度为650-680mm/min。
较佳地，所述步骤S5和S6之间还包括以下步骤：将所述管道的一端的外径上的角接头焊接完成以后，调节旋转平台角度，使得旋转平台与水平面夹角为135°-150°。这样是为了使得管道内周上的角接接头与焊机导电嘴的角度处于最佳。
本发明的积极进步效果在于：采用自动埋弧焊接，由于焊丝导电长度缩短，电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高。再加上焊剂和熔渣的隔热作用，电弧基本上没有热的辐射散失，飞溅少，生产效率高，焊接效率是CO2保护手工焊的5倍多，是CO2保护自动焊焊接效率的1.5倍。同时，熔渣隔绝空气的保护效果好，对焊工技术水平要求不高，焊缝成分稳定，机械性能好，焊缝质量高，成形好。而且除了减轻手工操作的劳动强度外，还具有无弧光辐射和烟尘少的优点。
附图说明
图1为本发明实施例1的法兰自动埋弧焊接方法的流程示意图。
附图标记说明：
步骤S1～S7
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
口径560mm的法兰，采用自动埋弧焊接，焊接方法的流程如图1所示，步骤如下：
步骤S1.将待焊接的管道的切口和法兰的待焊接面进行清理；
步骤S2.将待焊接的法兰和管道进行组对装配，并形成角接接头；
步骤S3.对角接接头进行点焊固定；
步骤S4.对点焊固定好的法兰和管道进行装夹；
步骤S5.对管道的一端的外周上的角接接头进行自动埋弧焊接；
步骤S6.对管道的另一端的内周上的角接头进行自动埋弧焊接；
步骤S7.拆卸法兰和管道后重新装夹，使得外周上的角接接头未焊接的一端的法兰朝下，重复所述步骤S4-S6。
在处理管道的切口时，先检查切口表面，切口表面要平整、无裂纹，缩口、凹凸、熔渣等。用打磨机去除切口表面的毛刺、氧化物和铁屑，切口的端面倾斜偏差小于1％D，且小于5mm，D为所述管道的公称直径。本实施例中切口端面的倾斜偏差小于5mm。并将法兰焊接部位和装配部位的铁锈、油污、氧化物及铁屑等清理干净。这主要是为了防止在焊接过程中，铁锈、油污、氧化物等在加热状态下会产生大量的气体而导致焊缝产生气孔。
对待焊接的法兰和管道进行组对装配，管道的圆度小于1％D，且小于5mm，本实施例中管道的圆度小于5mm。将待焊接的管道插入到法兰的内孔内，管道的端面离法兰密封面的距离大于10mm。这主要是为了防止在焊接管道内孔中的角接接头时，角焊缝超出法兰密封面，影响法兰连接的密封性。管道和法兰要同心，管道的中心线与法兰的密封面要垂直，法兰和管道的单边间隙小于3mm。管道两端的两个法兰要平行，而且两个法兰螺栓孔的位置要与待连接法兰螺栓孔的位置要对应。这主要是为了防止法兰和管道焊接以后，与待连接法兰连接时孔的位置能匹配。组对装配后，法兰与管道形成角接接头。
对角接接头进行点焊焊接，并在角接接头圆周上形成3-5个点焊焊接点，点焊焊接点沿圆周均匀分布，且焊接点的长度为10-15mm。这样可以确保接头的固定强度，采用手工氩弧焊方法进行点焊焊接。用吊装工具将固定好的法兰和管道吊装到旋转平台上，用旋转平台上的三爪卡盘卡紧管道的内径。然后调节旋转平台的角度，使得旋转平台与水平面的夹角为45-60°，本实施例中旋转平台与水平面的夹角为45°。然后用自动埋弧焊机焊接管道一端外周上的角接接头，焊好以后，调节旋转平台的角度，使得旋转平台与水平面的夹角为135-150°，本实施例中旋转平台与水平面的夹角为145°，这样是为了使得管道内周上的角接接头与焊机导电嘴的角度处于最佳。然后焊接管道另一端的内周上的角接接头。每焊接完一层，都要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。
焊接好一端的外周上的角接接头和另一端的内周上的角接接头后，把法兰和管道从旋转平台上拆卸下来，将法兰和管道翻转，使得管道外周上未焊接的角接接头朝下，重新装夹法兰和管道，然后按照步骤S4和S6焊接方法进行焊接。
焊接工艺参数见表1：
表1.口径560mm的法兰自动埋弧焊接参数
焊缝层 焊接电压/(V) 焊接电流/(A) 焊接速度/(mm/min)
第一层 36 500-550 700-730
第二层 37 650-700 650-680
焊接参数的匹配对焊缝质量的影响很大，焊接速度过快，焊接电压过大会造成咬边，焊接电压过小会产生焊瘤。焊接电流过大，背面会熔穿或者无法清除药渣；焊接电流过小，会影响焊缝强度。焊接前要对焊剂进行烘干，焊剂的烘干温度为350-400℃，并保温1-2小时，本实施例中焊剂烘干温度为350℃，并保温2小时。这主要是为了防止焊剂中的水分导致焊缝产生气孔。而且焊剂吸潮，也会使焊缝表面产生压坑。
法兰采用自动埋弧焊接后，焊缝成型好，焊脚齐，焊缝高低薄厚均匀，焊缝无飞溅，很平整。这减轻了焊后对角焊缝打磨的强度，而法兰采用自动埋弧焊接，焊接效率是CO2保护手工焊的5倍多，是CO2保护自动焊焊接效率的1.5倍，不但提高了生产效率，而且焊接质量也能保证。
实施例2
本实施例与实施例1的焊接步骤及方法基本相同，不同之处在于：本实施例的法兰口径为630mm，其埋弧焊接参数见表2：
表2.口径630mm的法兰自动埋弧焊接参数
焊缝层 焊接电压/(V) 焊接电流/(A) 焊接速度/(mm/min)
第一层 36 550-600 680-700
第二层 37 700-750 650-680
实施例3
本实施例与实施例1的焊接步骤及方法基本相同，不同之处在于：本实施例的法兰口径为711mm，其埋弧焊接参数见表3：
表3.口径560mm的法兰自动埋弧焊接参数
Figure BDA0001980275150000061
Figure BDA0001980275150000071
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，其包括下述步骤：
步骤S1.将待焊接的管道的切口和法兰的待焊接面进行清理；
步骤S2.将待焊接的法兰和管道进行组对装配，并形成角接接头；
步骤S3.对所述角接接头进行点焊固定；
步骤S4.对点焊固定好的所述法兰和所述管道进行装夹；
步骤S5.对所述管道的一端的外周上的角接接头进行自动埋弧焊接；
其中，所述自动埋弧焊，采用多层焊接方法，第一层的焊接电压为36-37V，焊接电流为500-650A，焊接速度为650-730mm/min，第二层的焊接电压为37-38V，焊接电流为650-800A，焊接速度为650-700mm/min；
步骤S6.对所述管道的另一端的内周上的角接接头进行自动埋弧焊接；
步骤S7.拆卸所述法兰和管道后重新装夹，使得所述管道的外周上的角接接头未焊接的一端的法兰朝下，重复所述步骤S5-S6；
在所述步骤S2中，将待焊接的所述管道插入所述法兰的内孔内，所述管道和所述法兰同心，所述管道的端面离所述法兰的密封面的距离大于10mm，所述管道的中心线与所述法兰的密封面垂直，所述法兰和所述管道的单边间隙小于3mm。
2.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S1中，所述切口的端面倾斜偏差小于1％D，且小于5mm，D为所述管道的公称直径。
3.如权利要求2所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S2中，所述管道的管口的圆度小于1％D，且小于5mm。
4.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S3中，所述管道两端的两个法兰平行，所述两个法兰的螺栓孔的位置与待连接法兰的螺栓孔的位置对应。
5.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在所述角接接头上进行点焊焊接，并在所述角接接头圆周上形成3-5个点焊焊接点，所述点焊焊接点沿圆周均匀分布，且焊接点的长度为10- 15mm。
6.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S4中，用旋转平台上的三爪卡盘卡紧所述管道的内径，所述旋转平台与水平面的夹角为45-60°。
7.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S5中，焊剂的烘干温度为350-400℃，并保温1-2小时。
8.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述法兰的口径为550-620mm，所述自动埋弧焊接电流、焊接电压及焊接速度的匹配参数为：第一层焊接电流为500-550A，焊接电压为36-37V，焊接速度为700-730mm/min；第二层焊接电流为650-700A，焊接电压为37-38V，焊接速度为650-680mm/min。
9.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述法兰的口径为620-700mm，所述自动埋弧焊接电流、焊接电压及焊接速度的匹配参数为：第一层焊接电流为550-600A，焊接电压为36-37V，焊接速度为680-700mm/min；第二层焊接电流为700-750A，焊接电压为37-38V，焊接速度为650-680mm/min。
10.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，在所述步骤S5中，所述法兰的口径为700-750mm，所述自动埋弧焊接电流、焊接电压及焊接速度的匹配参数为：第一层焊接电流为600-650A，焊接电压为36-37V，焊接速度为650-680mm/min；第二层焊接电流为750-800A，焊接电压为37-38V，焊接速度为650-680mm/min。
11.如权利要求1所述的法兰自动埋弧焊接方法，其特征在于，所述步骤S5和S6之间还包括以下步骤：
步骤S51.将所述管道的一端的外径上的角接接头焊接完成以后，调节旋转平台角度，使得旋转平台与水平面夹角为135°-150°。
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