CN109822199A - 一种相贯线焊接的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种相贯线焊接的工艺方法。本发明的焊接方法，首先将前锥体内表面与前套筒接触位置的最高点进行点焊，再在前锥体与前套筒接触位置的外圆周上点焊四个均布的焊点；将点焊后的前段组件预热后对前锥体与前套筒接触位置外表面的圆周焊缝分为等弧长的六段进行分段焊接；将焊缝焊接后的前段组件放置355～385℃下退火处理2～2.5h后，密闭空间内冷却至室温。通过该焊接工艺方法焊接出来的前段组件通过测量，得到焊接后的平行度、垂直度及轴线距离均可满足产品需要，焊缝满足气密性、X光拍片满足Ⅱ级要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，具体涉及一种相贯线焊接的工艺方法。
背景技术
某产品的前段组件，其结构如图1所示，是由前锥体与前套筒焊接而成。前锥体为两端开口的薄壁(2.5mm)圆锥形结构，前锥体侧壁上开有一个轴向开孔的圆孔，该圆孔的四周是不规则的变壁厚，前套筒是一个与前锥体圆孔尺寸相对应的圆柱环。
对前段组件的焊接要求是，在后续装配过程中前套筒内径必须对应能穿过相同外径不同公差等级的穿线管，所以要求前套筒与水平方向的垂直度、前锥体与前套筒轴线的平行度及轴线间距要求精度高即焊接尺寸、公差要求严格；另外前锥体、前套筒的材料为30CrMnSiA，该材料属于合金钢，具有较大的淬透性，因此焊接性能较差并且该材料是处于调至状态，导致淬透性更好，使材料焊接性能更差；前锥体与前套筒都是薄壁件并且焊接部位的壁厚是不规则，加上焊接之后焊缝需要气密性检测要求0.5MPa下120S时间内不泄露，内部焊接质量要求X光拍片达到Ⅱ级以上，又加之不能开设坡口，单面焊接双面成形，要求内部不允许烧穿带有焊瘤且不允许打磨，焊接时温度过高不但影响焊接变形还容易烧穿前锥体，温度过低焊接不充分气密性检测不能通过。常规的焊接方法很难达到设计要求的焊接质量，为了提高焊接质量满足设计要求，为此提供一种焊接工艺方法。
发明内容
本发明的目的主要是提供一种焊接工艺方法来提高前段组件的焊接精度，控制焊接变形使其满足焊接的设计要求。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明的一种相贯线焊接的工艺方法，具体方法如下：
一.焊接前的准备工作
采用无水乙醇擦拭前锥体、前套筒焊接部位；
二.定位焊
将前套筒插入前锥体的圆孔内，并通过焊接夹具装夹固定；首先将前锥体内表面与前套筒接触位置的最高点进行点焊，再在前锥体与前套筒接触位置的外圆周上点焊有两两水平的四个焊点，且后点焊的四点相邻两点的弧线等长；
定位焊的参数要求为：焊丝选用ER316L型号，使用的氩气纯度要求99.99％，焊接电流：90～100A，焊接电压：11～13V，氩气流量：8～10L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：8～10mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s。
三.预热
将点焊后前段组件放置在145～175℃下，预热1.5～2h；
预热的装炉温度为80～145℃。
四.焊缝焊接
将预热后的前段组件再次通过焊接夹具装夹固定，保持向前套筒中持续充入氩气的状态下，对前锥体与前套筒接触位置的外表面进行圆周焊缝的焊接，氩气流量：4～6L/min；
圆周焊缝焊接的具体步骤为：
将圆周焊缝分为等弧长的六段分段焊接弧线，焊接顺序为：右至左焊接顶部分段焊接弧线、由下至上焊接左下分段焊接弧线、由下至上焊接右下分段焊接弧线、由下至上焊接左上分段焊接弧线、由下至上焊接右上分段焊接弧线、由左至右焊接底部分段焊接弧线，并在15分钟内完成焊接；
其中，焊接顶部分段焊接弧线的焊接参数为：焊接电流：70～90A，焊接电压：10～12V，氩气流量：6～8L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：6～8mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；
焊接左下、右下、左上、右上分段焊接弧线的焊接参数为：焊接电流：90～100A，焊接电压：11～13V，氩气流量：8～10L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：8～10mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；
焊接底部分段焊接弧线的焊接参数为：焊接电流：100～120A，焊接电压：14～16V，氩气流量：10～12L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：10～12mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；
五.退火
将焊缝焊接后的前段组件放置355～385℃下退火处理2～2.5h后，密闭空间内冷却至室温，退火的装炉温度为200～355℃。
本发明的有益效果：
通过该焊接工艺方法焊接出来的前段组件通过测量，得到焊接后的平行度、垂直度及轴线距离均可满足产品需要，焊缝满足气密性、X光拍片满足Ⅱ级要求。
附图说明
图1为本发明待焊接产品前段组件的结构示意图；
图2为本发明待焊接产品前段组件装夹后结构示意图；
图3为本发明工艺方法中点焊位置的示意图；
图4为本发明工艺方法中焊缝焊接的分段位置及焊接方向示意图；
图中，1-前锥体；2-前套筒；3-焊接夹具。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步的描述：
实施例
一种相贯线焊接的工艺方法，具体方法如下：
一.焊接前的准备工作
无水乙醇擦拭前锥体1、前套筒2焊接部位。
二.定位焊
将前锥体1倒扣(小端朝下)放在焊接夹具3上，前套筒2插入前锥体1圆孔中并装夹到位，如图2所示。符合装配要求后，焊丝选用ER316L型号，使用的氩气纯度要求99.99％，焊接工艺参数调整，焊接电流：90～100A，焊接电压：11～13V，氩气流量：8～10L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：8～10mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s。首先将前锥体1内表面与前套筒2接触位置的最高点(A点)进行点焊，将前锥体1外表面焊接的相贯线用4点将其分割成4段弧线，要求4段弧线左右对称且弧线长度相等，最后依次点焊底部靠左的4等分点(B点)、底部靠右的4等分点(C点)、顶部靠左的4等分点(D点)、顶部靠右的4等分点(E点)，点焊位置如图2、3。
三.预热
点焊后取出前段组件并将其放置预热炉中进行预热处理,装炉温度要求80～145℃，随炉升温至160±15℃并保温1.5～2h。
四.焊缝焊接
1.迅速将前段组件放置焊接工装上并装夹到位，向前套筒中持续充入氩气，氩气流量：4～6L/min,确保15分钟内完成焊接。
2.焊接外表面圆周焊缝的焊接，焊接前前锥体外表面焊接的相贯线用6个点将其分割成6段弧线，要求6段弧线左右对称且弧线长度相等，即将焊缝等分为6个部分，依次是底部圆弧段(a段)、左下圆弧段(b段)、右下圆弧段(c段)、左上圆弧段(d段)、右上圆弧段(e段)、顶部圆弧段(f段)，如图4所示。首先焊接顶部的圆弧段(f段)，焊接方向由右至左，焊接工艺参数(f段)调整,焊接电流：70～90A，焊接电压：10～12V，氩气流量：6～8L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：6～8mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；然后焊接左下圆弧段(b段)，焊接方向由下至上，焊接工艺参数(b段)调整，焊接电流：90～100A，焊接电压：11～13V，氩气流量：8～10L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：8～10mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；然后以相同的参数依次焊接右下圆弧段(c段)、左上圆弧段(d段)，再使用左下圆弧段(b段)的焊接工艺参数对右上圆弧段(e段)进行焊接，最后焊接底部圆弧段(a段)，焊接方向由左至右，焊接工艺参数(a段)选择，焊接电流：100～120A，焊接电压：14～16V，氩气流量：10～12L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：10～12mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；焊接过程中要求填充焊丝以往复运动方式间断送入电弧内的熔池前方，呈滴状加入，送丝要有规律，避免焊丝接触到钨极或扰乱气流，注意焊丝末端不要离开保护区，焊至定位焊缝处要降低焊接速度，收弧时，首先要将焊丝抽离电弧区，但不要离开氩气保护区，同时切断电源开关，焊接电流开始衰减，熔池逐渐冷却，电弧熄灭后，延时断气并移开焊枪。
5.退火
1.焊接后立即将前段组件从焊接工装中取下，并将其放置退火炉进行退火处理,装炉温度要求200～355℃，随炉升温至370±15℃并保温2～2.5h。
2.取出前段组件在密闭空间冷却至室温。
Claims (5)
1.一种相贯线焊接的工艺方法，其特征是具体方法如下：
一.焊接前的准备工作
采用无水乙醇擦拭前锥体、前套筒焊接部位；
二.定位焊
将前套筒插入前锥体的圆孔内，并通过焊接夹具装夹固定；首先将前锥体内表面与前套筒接触位置的最高点进行点焊，再在前锥体与前套筒接触位置的外圆周上点焊有两两水平的四个焊点，且后点焊的四点相邻两点的弧线等长；
三.预热
将点焊后前段组件放置在145～175℃下，预热1.5～2h；
四.焊缝焊接
将预热后的前段组件再次通过焊接夹具装夹固定，保持向前套筒中持续充入氩气的状态下，对前锥体与前套筒接触位置的外表面进行圆周焊缝的焊接，氩气流量：4～6L/min；
圆周焊缝焊接的具体步骤为：
将圆周焊缝分为等弧长的六段分段焊接弧线，焊接顺序为：右至左焊接顶部分段焊接弧线、由下至上焊接左下分段焊接弧线、由下至上焊接右下分段焊接弧线、由下至上焊接左上分段焊接弧线、由下至上焊接右上分段焊接弧线、由左至右焊接底部分段焊接弧线，并在15分钟内完成焊接；
五.退火
将焊缝焊接后的前段组件放置355～385℃下退火处理2～2.5h后，密闭空间内冷却至室温。
2.如权利要求1所述的一种相贯线焊接的工艺方法，其特征是：所述定位焊的参数要求为：焊丝选用ER316L型号，使用的氩气纯度要求99.99％，焊接电流：90～100A，焊接电压：11～13V，氩气流量：8～10L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：8～10mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s。
3.如权利要求1所述的一种相贯线焊接的工艺方法，其特征是：所述焊缝焊接步骤中，焊接顶部分段焊接弧线的焊接参数为：焊接电流：70～90A，焊接电压：10～12V，氩气流量：6～8L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：6～8mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；
焊接左下、右下、左上、右上分段焊接弧线的焊接参数为：焊接电流：90～100A，焊接电压：11～13V，氩气流量：8～10L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：8～10mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s；
焊接底部分段焊接弧线的焊接参数为：焊接电流：100～120A，焊接电压：14～16V，氩气流量：10～12L/min，钨极直径：2.4mm，焊丝直径：2mm，钨极伸出长度：10～12mm，喷嘴直径：10mm，焊接速度：4～6m/min,衰减时间：5s，滞后断气：15s。
4.如权利要求1～3任意一项所述的一种相贯线焊接的工艺方法，其特征是：所述预热步骤的装炉温度为80～145℃。
5.如权利要求1～3任意一项所述的一种相贯线焊接的工艺方法，其特征是：所述退火步骤的装炉温度为200～355℃。
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