CN111037064B - 手工铝材mig焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种手工铝材MIG焊接工艺，包括A、焊前准备：B、将需要焊接的两管材进行组对；C、将两管材进行点固焊：D、焊前对外界客观因素进行检查；E、手工MIG工艺焊接，被焊工件由转胎带动绕其中心线匀速转动，采用直流正接，左焊法，压道焊：F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；G、焊后检查，包括以下分步骤；该焊接工艺使用直流脉冲电源，施焊期间无噪音，节能环保，采用盘状实芯焊丝，焊接期间不产生焊丝头；焊接熔敷速度快，接头少，焊接应力及变形小，焊缝焊接质量稳定；操作技术简单，熟练GTAW焊工短期培训即可掌握MIG焊操作要领，施焊出合格焊缝。

Description

手工铝材MIG焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，特别是指一种手工铝材MIG焊接工艺。
背景技术
对于铝材工艺管道及压力容器承压焊缝的焊接，手工交流钨极铝氩弧焊技术，虽然可以保证焊接质量，但是，交流铝氩弧焊机运行噪音大，能耗大，其焊接工艺手工送丝，焊接效率低，焊材损耗大，焊缝接头多，对焊工操作技能水平要求高，劳动强度大，工人职业病危害大。面对经济社会高速发展的今天，手工交流钨极铝氩弧焊技术的高耗能低效率已经逐渐失去竞争力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供了一种手工铝材MIG焊接工艺，该焊接工艺焊缝焊接质量稳定，操作技术简单，接头少，焊接应力及变形小，降低操作工人的焊接难度。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：手工铝材MIG焊接工艺，包括以下步骤：
A、焊前准备，包括以下分步骤：
a1）选择工具：选用75°的氩弧MIG焊炬、铜导线截面积为40~50mm2 ，手把线长度为3~4m、直径1.2mm盘状焊丝，焊丝相对MIG焊炬的瓷嘴的伸出长度为6~8mm；
a2）工具的验收检查：检查直流MIG焊机氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内，检查氩气纯度是否为≥99.997%，检查焊丝表面是否光洁，管材、焊丝理化参数的验收检查是否合格；
a3）对管材进行划线并进行尺寸检查；
a4）对管材切割下料，保证切口端面与管材轴线的垂直度；
a5）对需焊接的两管材的切口端面加工坡口，使两管材的坡口角度之和为55°~72°，钝边为0.5-1mm；
a6）将坡口面及管内外壁表面20mm范围内氧化膜等污物用不锈钢钢丝刷或硬质合金割刀清除干净，露出金属光泽；
B、将需要焊接的两管材进行组对，包括以下分步骤：
b1）确认组对用的工装卡具、点固块、永久衬垫环与管材材质相同或相同组别；
b2）将两管材水平组对，管材钟点位置六点处的组对间隙为4~6mm，十二点处的组对间隙与管材钟点位置六点处的组对间隙相同；
C、将两管材进行点固焊，包括以下分步骤：
c1）点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同，点固焊点将熔入焊缝中；
c2）对管材衬垫环进行装配：
先装配衬垫环和介质流向上游侧的管段；衬垫环的两端必须超过坡口边缘，衬垫环外径尺寸小于管内径且衬垫环和管壁之间的间隙小于1mm；将钝边与衬垫环点焊固定；再装配介质流向下游侧的管段和衬垫环，衬垫环与管内壁配合后两者之间的间隙小于1mm；调整同轴度符合时，再将下游侧的管段的钝边与衬垫环点焊固定；
c3）管段的直径≤φ60.3时，钝边与衬垫环之间点固1个焊点；管段的直径φ73mm~φ273mm，钝边与衬垫环之间点固2~3个焊点；直径φ323.8mm~φ406.4mm，钝边与衬垫环之间点固3~4个焊点；直径φ457mm~φ610mm，钝边与衬垫环之间点固5~6个焊点；直径＞φ610mm，钝边与衬垫环之间每间距300mm点固1个焊点；
c4）检查点固焊的质量；
c5）将点固焊点两端打磨成缓坡型；
D、焊前对外界客观因素进行检查；
E、手工MIG工艺焊接：
被焊工件由转胎带动绕其中心线匀速转动，采用直流正接，左焊法，压道焊，包括以下分步骤：
e1）施焊位置选取在管材焊口1点或11点位置附近，从的坡口根部设置的活动引弧板上起弧；
e2）左焊法，压道焊；
打底焊道：1、在起焊位置的水平面上，先调节焊枪的电弧的方向，使电弧方向与坡口钝边面的夹角为45°；2、再在起焊位置与管中心线的垂线方向上调节焊枪的电弧方向，使电弧的方向向上偏5-10°；
填充焊道及盖面焊道：1、先调节焊枪的电弧的方向，使焊枪的电弧的方向与坡口钝边面平行；2、再在起焊位置与管中心线的垂线方向上调节焊枪的电弧方向，使电弧的方向向上偏5-10°；
e3）调节工件的转动速度与MIG焊设备焊接速度相适应；
e4）每道焊缝宽度≤12mm，厚度≤3mm；
e5）每道焊缝覆盖上一道焊缝表面一侧3~5mm；
e6）对待焊工件坡口外20mm-150mm的外表面进行火焰预热，使坡口面和衬垫的预热温度15℃～54℃；
e7）层间温度15℃～150℃；
e8）焊接过程中出现缺陷焊缝不直、未融合、气孔、成型不良，必须停下来进行打磨清除；
F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；
G、焊后检查，包括以下分步骤；
g1）清除表面裂纹、气孔、夹渣、咬边、飞溅、接头余高过高等缺陷，对焊缝进行100%外观检查；
g2）根据管材的实际需要进行无损检测。
由于采用了上述的技术方案后，本发明的技术效果是：该焊接工艺使用直流脉冲电源，射流过渡，施焊期间无噪音，节能环保，所使用的气体与交流手工钨极氩弧焊所用的气体相同，采用盘状实芯焊丝，焊接期间不产生焊丝头，焊接熔敷速度快，接头少，焊接应力及变形小，焊缝焊接质量稳定，操作技术简单，熟练GTAW焊工短期培训即可掌握MIG焊操作要领，施焊出合格焊缝，该焊接工艺可以适合铝材工艺管道、压力容器施焊，该手工MIG焊焊接工艺方法经济效益和社会效益显著，市场前景广阔。
作为一种优选的方案，步骤c2中衬垫环中线距离上游侧的坡口钝边2~2.5mm；衬垫环中线距离下游侧坡口钝边2~2.5mm。
作为一种优选的方案，步骤D焊前对外界客观因素进行检查，包括对坡口缺陷、参数的检查；施焊场所湿度、温度、风速的检查；防止管内穿堂风措施的检查；点固焊点质量的检查；焊接变形及反变形措施。
作为一种优选的方案，步骤F中焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查包括电源种类、极性的检查；氩气纯度及流量；焊接电流、电压、施焊速度的检查；打底焊道封口前根部成型质量的检查；每道及层间100%外观自检。
附图说明
图1是衬垫环和管段的局部剖视图；
图2是衬垫环和管段的连接放大示意图；
图3是图2在A-A处的放大示意图；
图4是焊接或焊道的模拟示意图；
附图中：1.上游侧的管段；2.下游侧的管段；3.衬垫环；4.钝边；5.打底焊道。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
一种手工铝材MIG焊接工艺，包括以下步骤：
、焊前准备，包括以下分步骤：
a1）确定铝材MIG焊接工艺的执行标准；本实施例中执行标准为：锅炉及压力容器规范《焊接和钎接评定-焊接和钎接工艺,焊工、钎接工、焊机和钎机操作工的评定标准》（ASME第IX卷 2017）；
a2）检查管材的规格、牌号、焊材规格、牌号及气体是否符合相应标准；本实施例中以5083 φ273×18.26mm的管材1为例，表1记录了该规格管材1的工艺参数；
Figure 996243DEST_PATH_IMAGE001
a3）选择工具：需用的焊接设备有：直流脉冲熔化极氩弧焊机FAST MIG X450或同类型弧焊电源、氩气减压表、以及坡口2加工设备、无损和理化检验设备等。
要求直流脉冲熔化极氩弧焊机FAST MIG X450的电流表、电压表及氩气减压表及上述相应设备已经过标定，且在标定有效期内。焊机电源线5m，电缆直径为70mm2。手把线长度为3-4m，电缆横截面积为50mm2。
需用的工机具主要有：角向切割机（硬质合金刀片）、不锈钢钢丝刷、半圆锉、手电筒、焊缝11检查尺、丙酮、棉纱及劳保用品。
a4）工具的验收检查：检查直流MIG焊机氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内，检查氩气纯度是否为≥99.997%，检查焊丝表面是否光洁，管材、焊丝理化参数验收检查是否合格；
a5）对管材进行划线并进行尺寸检查；
a6）对管材切割下料，保证切口端面与管材轴线的垂直度；
a7）对需焊接的两管材的切口端面加工坡口，使两管材的坡口角度之和为55°-72°，钝边4为0.5-1mm；
a8）将坡口面及管内外壁表面20mm范围内氧化膜等污物用不锈钢钢丝刷或硬质合金割刀清除干净，露出金属光泽；
B、将需要焊接的两管材进行组对，包括以下分步骤：
b1）确认组对用的工装卡具、点固块、永久衬垫环3与管材材质相同或相同组别；
b2）将两管材水平组对，管材钟点位置六点处的组对间隙为4~6mm，十二点处的组对间隙与管材钟点位置六点处的组对间隙相同；当然，组对时，管材之间的同轴度和内错边也要保证符合规范；
C、将两管材进行点固焊，包括以下分步骤：
c1）点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同，点固焊点将熔入焊缝中；
c2）对管材衬垫环3进行装配；先装配衬垫环3和介质流向上游侧的管段1，衬垫环3的两端必须超过坡口边缘，优选的，衬垫环3宽度为坡口面长度的2倍再加13毫米，衬垫环3外径尺寸小于管内径，使其装配后两者之间的间隙小于1mm。衬垫环3中线距离坡口钝边2~2.5mm，将钝边4与衬垫环3点焊固定。根据实际的要求选择可以将上游侧的衬垫环3角焊缝满焊，衬垫环3中线距离下游侧坡口钝边2~2.5mm，衬垫环3与管内壁配后两者之间的间隙小于1mm，调整同轴度符合时，再将钝边4与衬垫环3点焊固定。
c3）管段的直径≤φ60.3mm，钝边4与衬垫环3之间点固1个焊点；直径φ73mm~φ273mm，钝边4与衬垫环3之间点固2~3个焊点；直径φ323.8mm~φ406.4mm，钝边4与衬垫环3之间点固3~4个焊点；直径φ457mm~φ610mm，钝边4与衬垫环3之间点固5~6个焊点；直径＞φ610mm，钝边4与衬垫环3之间每间距300mm点固1个焊点；
c4）检查点固焊的质量；
c5）将点固焊点两端打磨成缓坡型；从而便于点固焊的两端与打底焊缝熔合，保证接头质量；
D、焊前对外界客观因素进行检查；该检查包括对坡口缺陷、参数的检查，坡口面不得有裂纹、夹层等缺陷；施焊场所湿度、温度、风速的检查；防止管内穿堂风措施的检查；地线接触是否良好、点固焊点质量的检查；焊接变形及反变形措施。对于铝材，特别注意焊接部位表面氧化膜的清理是否符合要求；施焊场所、机具、卡具等是否有防护隔离、警示措施及制度。
E、铝材手工MIG焊接，采用直流正接，左焊法，线性焊道，压道焊，包括以下分步骤：
e1）氩弧MIG焊炬的手把导线跨过手臂后右手握住，施焊位置选择在管材焊口1点（或11点）位置附近，从的坡口根部设置的活动引弧板上起弧；
e2）左焊法，线性焊道，压道焊，其中
打底焊道5：1、在起焊位置的水平面上，先调节焊枪的电弧的方向，使电弧方向与坡口钝边4面的夹角为45°；2、再在起焊位置与管中心线的垂线方向上调节焊枪的电弧方向，使电弧的方向向上偏5-10°；
填充焊道及盖面焊道：1、先调节焊枪的电弧的方向，使焊枪的电弧的方向与坡口钝边4面平行；2、再在起焊位置与管中心线的垂线方向上调节焊枪的电弧方向，使电弧的方向向上偏5-10°；
e3）调节工件的转动速度与MIG焊设备焊接速度相适应；
e4）每道焊缝宽度≤12mm，厚度≤3mm；
e5）每道焊缝覆盖上一道焊缝表面一侧3~5mm；
e6）对待焊工件坡口外20mm-150mm的外表面进行火焰预热，使坡口面和衬垫的预热温度15℃～54℃；
e7）层间温度15℃～150℃；
e8）介质流向的上游侧衬垫环3与管内壁之间角焊缝，若有要求，则满焊。衬垫环3与坡口钝边4之间的2条角焊缝分别焊接，全焊透。
e9）焊接过程中出现缺陷如焊缝不直、未融合、气孔、成型不良等，必须停下来进行打磨清除；
e10）焊接工艺参数：
至此，表2为一种铝材MIG焊的焊接工艺参数表：
Figure 319908DEST_PATH_IMAGE003
F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；包括电源种类、极性的检查；氩气纯度及气体流量的检查；焊接电流、电压、送丝速度、施焊速度的检查；打底焊道衬垫环3与坡口钝边4必须熔透，收弧部位打磨清理，注意接头部位的外观成型及质量检查，不合格则及时打磨掉，然后重新焊接，直到合格；检查焊道宽度，检查焊层厚度，检查预热温度、层间温度是否符合工艺要求。每道及层间100%外观自检。
G、焊后检查，包括以下分步骤；
g1）清除表面裂纹、气孔、夹渣、咬边、飞溅、接头余高过高等缺陷，对焊缝进行100%外观检查；
g2）根据管材的实际需要进行无损检测，该无损检测方式有PT检查、UT检查、RT检查。

Claims (4)

1.手工铝材MIG焊接工艺，包括以下步骤：
A、焊前准备，包括以下分步骤：
a1）选择工具：选用氩弧MIG焊炬、铜导线截面积为40~50mm2 、手把线长度为3~4m、直径1.2mm盘状焊丝、焊丝相对MIG焊炬的瓷嘴的伸出长度为6~8mm；
a2）工具的验收检查：检查直流MIG焊机氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内，检查氩气纯度是否为≥99.997%，检查焊丝表面是否光洁，管材、焊丝理化参数的验收检查数据是否合格；
a3）对管材进行划线并进行尺寸检查；
a4）对管材切割下料，保证切口端面与管材轴线的垂直度；
a5）对需焊接的两管材的切口端面加工坡口，使两管材的坡口角度之和为55°~72°，钝边为0.5-1mm；
a6）将坡口面及管内外壁表面20mm范围内氧化膜用不锈钢钢丝刷或硬质合金割刀清除干净，露出金属光泽；
B、将需要焊接的两管材进行组对，包括以下分步骤：
b1）确认组对用的工装卡具、点固块、永久衬垫环与管材材质相同或相同组别；
b2）将两管材水平组对，管材钟点位置六点处的组对间隙为4~6mm，十二点处的组对间隙与管材钟点位置六点处的组对间隙相同；
C、将两管材进行点固焊，包括以下分步骤：
c1）点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同，点固焊点将熔入焊缝中；
c2）对管材衬垫环进行装配：
先装配衬垫环和介质流向上游侧的管段；衬垫环的两端必须超过坡口边缘，衬垫环外径尺寸小于管内径且衬垫环和管壁之间的间隙小于1mm；将钝边与衬垫环点焊固定；再装配介质流向下游侧的管段和衬垫环，衬垫环与管内壁配合后，两者之间的间隙小于1mm；调整同轴度符合时，再将下游侧的管段的钝边与衬垫环点焊固定，衬垫环宽度为坡口面长度的2倍再加13毫米，衬垫环中线距离坡口钝边2~2.5mm，上游侧的管段与衬垫环之间的角焊缝满焊；
c3）管段的直径≤φ60.3mm时，钝边与衬垫环之间点固1个焊点；管段的直径φ73mm~φ273mm，钝边与衬垫环之间点固2~3个焊点；直径φ323.8mm~φ406.4mm，钝边与衬垫环之间点固3~4个焊点；直径φ457mm~φ610mm，钝边与衬垫环之间点固5~6个焊点；直径＞φ610mm，钝边与衬垫环之间每间距300mm点固1个焊点；
c4）检查点固焊的质量；
c5）将点固焊点两端打磨成缓坡型；
D、焊前对外界客观因素进行检查；
E、手工MIG工艺焊接：
被焊工件由转胎带动绕其中心线匀速转动，采用直流正接，左焊法，压道焊，包括以下分步骤：
e1）施焊位置选取在管材焊口1点或11点位置附近，从坡口根部设置的活动引弧板上起弧；
e2）左焊法，压道焊；
打底焊道：1、在起焊位置的水平面上，先调节焊枪的电弧的方向，使电弧方向与坡口钝边面的夹角为45°；2、再在起焊位置与管中心线的垂线方向上调节焊枪的电弧方向，使电弧的方向向上偏5-10°；
填充焊道及盖面焊道：1、先调节焊枪的电弧的方向，使焊枪的电弧的方向与坡口钝边面平行；2、再在起焊位置与管中心线的垂线方向上调节焊枪的电弧方向，使电弧的方向向上偏5-10°；
e3）调节工件的转动速度与MIG焊设备焊接速度相适应；
e4）每道焊缝宽度≤12mm，厚度≤3mm；
e5）每道焊缝覆盖上一道焊缝表面一侧3~5mm；
e6）对待焊工件坡口外20mm-150mm的外表面进行火焰预热，使坡口面和衬垫的预热温度15℃～54℃；
e7）层间温度15℃～150℃；
e8）焊接过程中出现焊缝不直、未融合、气孔、成型不良缺陷，必须停下来进行打磨清除；
F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查；
G、焊后检查，包括以下分步骤：
g1）清除表面裂纹、气孔、夹渣、咬边、飞溅、接头余高过高缺陷，对焊缝进行100%外观检查；
g2）根据管材的实际需要进行无损检测。
2.如权利要求1所述的手工铝材MIG焊接工艺，其特征在于：步骤c2中衬垫环中线距离上游侧的坡口钝边2~2.5mm；衬垫环中线距离下游侧坡口钝边2~2.5mm。
3.如权利要求2所述的手工铝材MIG焊接工艺，其特征在于：步骤D焊前对外界客观因素进行检查，包括对坡口缺陷、参数的检查；施焊场所湿度、温度、风速的检查；防止管内穿堂风措施的检查；点固焊点质量的检查；焊接变形及反变形措施。
4.如权利要求3所述的手工铝材MIG焊接工艺，其特征在于：步骤F中焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查包括电源种类、极性的检查；氩气纯度及流量；焊接电流、电压、施焊速度的检查；打底焊道封口前成型质量的检查；每道及层间100%外观自检。
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