CN110238491A - 一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，(1)使用电动角磨机装载打磨片对工件进行打磨，去除工件表面杂质与氧化物；(2)配置焊接设备，焊接设备包括ABB机器人、CMT焊机电源、水箱、CMT焊枪、inconel埋弧焊焊剂；(3)实施焊接过程，设定焊接工艺参数，由ABB机器人夹持CMT焊枪，将枪头伸入inconel埋弧焊焊剂中进行CMT埋弧焊焊接inconel，焊层之间进行清渣操作。本发明能解决CMT气保焊无法焊接窄间隙深槽焊接的局限性，可以实现全自动操作，具有质量稳定性好、环境友好、节能高效、材料利用率高等特点。

Description

一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法
技术领域
本发明涉及焊接方法领域，尤其涉及一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法。
背景技术
埋弧焊(含埋弧堆焊及电渣堆焊等)是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。其固有的焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要钢结构制作中的主要焊接方法。近年来，虽然先后出现了许多种高效、优质的新焊接方法，但埋弧焊的应用领域依然未受任何影响。从各种熔焊方法的熔敷金属重量所占份额的角度来看，埋弧焊约占10％左右，且多年来一直变化不大。
由Fronius公司在2004年欧洲板材技术博览会上展示的CMT冷金属过渡焊接技术是一种无焊渣飞溅的新型焊接工艺技术。所谓冷金属过渡，指的是数字控制方式下的短电弧和焊丝的换向送丝监控。其中的换向送丝系统由前、后两套协同工作的焊丝输送机构组成，从而使焊丝的输送过程呈间断的送丝。后送丝机构按照恒定的送丝速度向前送丝，前送丝机构则按照控制系统的指令以70Hz的频率控制着脉冲式的电焊丝输送。
数字式焊接控制系统能够知道电弧生成的开始时间，自动降低焊接电流，直到电弧熄灭，并调节中脉冲式的焊丝输送，这种脉冲式焊丝输送有效改善了焊丝熔滴的过渡。在熔滴从焊丝上滴落之后，数字控制系统再次提高焊接电流，并进一步将焊丝向前送出。之后，重新生成焊接电弧，开始新一轮的焊接过程。这种“冷-热”之间的交替变化大大降低了焊接热的产生，并减少了焊接热在被焊接件中的传导。除此之外，还可实现多种功能：可正确的设置熔滴的参数，实现更好的焊缝厚度过渡，并具有很高的焊接速度且不产生任何飞溅。据Fronius公司介绍，该设备极大的提高了焊接的生产能力，并可有效保证被焊件的焊接质量。
只是CMT工艺一直只用于气体保护焊接，而使用CMT埋弧焊焊接inconel的工艺方法，是一种新的研发方向。大大提高了生产效率的同时，对于CMT气保焊焊接inconel无法应用于较深的窄间隙焊接提供了一个新的方向。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足与缺陷，本发明提供一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，能解决CMT气保焊无法焊接窄间隙深槽焊接的局限性，可以实现全自动操作，具有质量稳定性好、环境友好、节能高效、材料利用率高等特点。
技术方案：本发明的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)使用电动角磨机装载打磨片对工件进行打磨，去除工件表面杂质与氧化物，然后通过酒精或丙酮擦拭工件表面去除油污与水；
(2)配置焊接设备，焊接设备包括ABB机器人、CMT焊机电源、水箱、CMT焊枪、inconel埋弧焊焊剂，ABB机器人夹持CMT焊枪，焊枪通过CMT焊机电源进行供电，通过水箱进行水体冷却；
(3)实施焊接过程，设定焊接工艺参数，控制焊接速度≤10mm/s，送丝速度≤10m/min且误差范围≤0.5m/min，由ABB机器人夹持CMT焊枪，将枪头伸入inconel埋弧焊焊剂中进行CMT埋弧焊焊接inconel，焊层之间进行清渣操作。
其中，所述的步骤(2)中焊接设备为FRONIUS TPS 4000CMT焊接机，CMT焊机电源为TPS4000CMT恒压电源，焊接电弧恒压≤0.5V，焊接额定电流为400A，水箱为FRONIUS FK4000原配水箱且水流量为7L/min，送丝机为FRONIUS VR1550送丝机，送丝机额定送丝速度为22m/min以内且误差≤0.1m/min。
其中，所述的步骤(2)中ABB机器人为ABB1440机器人，机器人臂长1.4m。
其中，所述的步骤(3)中实施焊接过程包括焊接程序编辑、焊接工艺参数确定与焊接过程参数确定。
其中，所述的焊接程序编辑采用电脑导入RCU5000遥控器的方式进行，在RCU5000遥控器上确定程序时按照下述步骤进行：(1)确认焊接材料；(2)确定焊丝直径；(3)确认气体；(4)确认焊接工艺。
其中，所述的焊接工艺参数确定包括根据工件确定电流和送丝速度；根据焊接效率确定是否摆动和焊接速度；根据焊接速度确定电弧软硬度和弧长。
其中，所述的焊接过程参数的确定根据inconel材质和工件进行确定，包括层间打磨、焊枪倾角与层间温度。
其中，所述的焊接工艺参数中焊丝伸出长度为14mm～16mm，inconel埋弧焊焊剂完全覆盖焊枪导电嘴，使药渣完全盖住熔池。
其中，所述的步骤(3)中每个焊层的焊接工艺均采用CMT短路过渡工艺。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下显著优点：本发明一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，能解决CMT气保焊无法焊接窄间隙深槽焊接的局限性，可以实现全自动操作，具有质量稳定性好、环境友好、节能高效、材料利用率高等特点。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的描述。
本发明的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)使用电动角磨机装载打磨片对工件进行打磨，去除工件表面杂质与氧化物，然后通过酒精或丙酮擦拭工件表面去除油污与水；
(2)配置焊接设备，焊接设备包括ABB机器人、CMT焊机电源、水箱、CMT焊枪、inconel埋弧焊焊剂，ABB机器人夹持CMT焊枪，焊枪通过CMT焊机电源进行供电，通过水箱进行水体冷却；焊接设备为FRONIUS TPS 4000CMT焊接机，CMT焊机电源为TPS4000CMT恒压电源，焊接电弧恒压≤0.5V，焊接额定电流为400A，水箱为FRONIUS FK4000原配水箱且水流量为7L/min，送丝机为FRONIUS VR1550送丝机，送丝机额定送丝速度为22m/min以内且误差≤0.1m/min；ABB机器人为ABB1440机器人，机器人臂长1.4m；
(3)实施焊接过程，设定焊接工艺参数，控制焊接速度≤10mm/s，送丝速度≤10m/min且误差范围≤0.5m/min，由ABB机器人夹持CMT焊枪，将枪头伸入inconel埋弧焊焊剂中进行CMT埋弧焊焊接inconel，焊层之间进行清渣操作；实施焊接过程包括焊接程序编辑、焊接工艺参数确定与焊接过程参数确定；焊接程序编辑采用电脑导入RCU5000遥控器的方式进行，在RCU5000遥控器上确定程序时按照下述步骤进行：(1)确认焊接材料；(2)确定焊丝直径；(3)确认气体；(4)确认焊接工艺；焊接工艺参数确定包括根据工件确定电流和送丝速度；根据焊接效率确定是否摆动和焊接速度；根据焊接速度确定电弧软硬度和弧长；焊接过程参数的确定根据inconel材质和工件进行确定，包括层间打磨、焊枪倾角与层间温度；焊接工艺参数中焊丝伸出长度为14mm～16mm，inconel埋弧焊焊剂完全覆盖焊枪导电嘴，使药渣完全盖住熔池；每个焊层的焊接工艺均采用CMT短路过渡工艺。
经测试，本发明的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法具有以下有益效果：
1、产效率高：一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高；另一方面由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失，飞溅也少，虽然用于熔化焊剂的热量损耗有所增大，但总的热效率仍然大大增加。
2、焊缝质量高：熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高，焊缝成分稳定，机械性能比较好。
3、劳动条件好：除了减轻手工焊操作的劳动强度外，它没有弧光辐射，这是埋弧焊的独特优点。
5、焊接成本低：相对于气保焊使用的保护气体，埋弧焊药剂的成本更加低廉，降低了操作成本。

Claims (9)

1.一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：包括下述步骤：
(1)使用电动角磨机装载打磨片对工件进行打磨，去除工件表面杂质与氧化物，然后通过酒精或丙酮擦拭工件表面去除油污与水；
(2)配置焊接设备，焊接设备包括ABB机器人、CMT焊机电源、水箱、CMT焊枪、inconel埋弧焊焊剂，ABB机器人夹持CMT焊枪，焊枪通过CMT焊机电源进行供电，通过水箱进行水体冷却；
(3)实施焊接过程，设定焊接工艺参数，控制焊接速度≤10mm/s，送丝速度≤10m/min且误差范围≤0.5m/min，由ABB机器人夹持CMT焊枪，将枪头伸入inconel埋弧焊焊剂中进行CMT埋弧焊焊接inconel，焊层之间进行清渣操作。
2.根据权利要求1所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中焊接设备为FRONIUS TPS 4000CMT焊接机，CMT焊机电源为TPS4000CMT恒压电源，焊接电弧恒压≤0.5V，焊接额定电流为400A，水箱为FRONIUS FK4000原配水箱且水流量为7L/min，送丝机为FRONIUS VR1550送丝机，送丝机额定送丝速度为22m/min以内且误差≤0.1m/min。
3.根据权利要求1所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的步骤(2)中ABB机器人为ABB1440机器人，机器人臂长1.4m。
4.根据权利要求1所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中实施焊接过程包括焊接程序编辑、焊接工艺参数确定与焊接过程参数确定。
5.根据权利要求4所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的焊接程序编辑采用电脑导入RCU5000遥控器的方式进行，在RCU5000遥控器上确定程序时按照下述步骤进行：(1)确认焊接材料；(2)确定焊丝直径；(3)确认气体；(4)确认焊接工艺。
6.根据权利要求4所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的焊接工艺参数确定包括根据工件确定电流和送丝速度；根据焊接效率确定是否摆动和焊接速度；根据焊接速度确定电弧软硬度和弧长。
7.根据权利要求4所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的焊接过程参数的确定根据inconel材质和工件进行确定，包括层间打磨、焊枪倾角与层间温度。
8.据权利要求4所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的焊接工艺参数中焊丝伸出长度为14mm～16mm，inconel埋弧焊焊剂完全覆盖焊枪导电嘴，使药渣完全盖住熔池。
9.据权利要求1所述的一种CMT埋弧焊焊接inconel的方法，其特征在于：所述的步骤(3)中每个焊层的焊接工艺均采用CMT短路过渡工艺。
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