CN111266701A - 管道用保护电弧焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种管道用保护电弧焊接工艺，其设置有焊枪的停留时间t1、摆动时间t2，所述停留时间t1为焊枪在焊缝坡口边缘处停留的时间，所述摆动时间t2为沿与焊缝方向垂直的方向上焊枪经过位于焊缝坡口一侧边缘处到另一侧边缘处之间的坡口中间处的单程时间；焊枪分别设置有第一参数集和第二参数集，焊枪摆动到焊缝坡口一侧的坡口边缘处时，焊接参数切换到第一参数集并保持在一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1；步骤三、焊枪摆动经过焊缝坡口的坡口中间处时，焊接参数切换到第二参数集并保持在坡口中间处持续时间为摆动时间t2。本发明焊缝和坡口夹角处的熔合情况得以改善，降低了未熔和夹渣的可能性，避免了熔池向焊缝中间的聚集，有利于焊缝成形平整、美观、焊接缺陷少，焊接效率有显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及保护电弧焊领域，尤其涉及一种管道用保护电弧焊接工艺。
背景技术
目前，管道全位置焊接，尤其是不锈钢和镍基合金管道，基本上全部是氩电联焊工艺，只能完全依靠焊工的手法来保证焊接质量，焊接效率低，施工成本高，容易出现缺陷；
药芯焊丝气保焊（FCAW）虽然可以达到很高的效率和合格率，但大多数业主不接受药芯焊丝工艺，这也使得自动焊的推广受到极大的限制。
不锈钢和镍基合金熔池流动性差，电弧难以稳定，熔深浅，熔化极气体保护焊的合格率极低，如何克服上述技术问题成为本领域技术人员努力的方向。
发明内容
本发明的目的是提供一种管道用保护电弧焊接工艺，该管道用保护电弧焊接工艺飞溅减少，使焊缝的熔深增加，焊缝和坡口夹角处的熔合情况得以改善，降低了未熔和夹渣的可能性，避免了熔池向焊缝中间的聚集，有利于焊缝成形平整、美观、焊接缺陷少，焊接效率也有显著提高。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种管道用保护电弧焊接工艺，在保护气体氛围下，通过焊枪喷嘴连续将作为电极的焊丝输送到焊接区，所述管道上具有焊缝坡口；包括以下步骤：
步骤一、设置有焊枪的停留时间t1、摆动时间t2，所述停留时间t1为焊枪在焊缝坡口边缘处停留的时间，所述摆动时间t2为沿与焊缝方向垂直的方向上焊枪经过位于焊缝坡口一侧边缘处到另一侧边缘处之间的坡口中间处的单程时间；焊枪分别设置有包括送丝速度、焊接电压、焊接电流、行走速度的第一参数集和第二参数集，所述第一参数集对应停留时间t1内的参数设置，所述第二参数集对应摆动时间t2内的参数设置，所述第一参数集内的峰值送丝速度、焊接电流的值大于第二参数集内对应的基值送丝速度、焊接电流的值，所述第一参数集内的焊接电流、行走速度的值小于第二参数集内对应的焊接电流、行走速度的值；
步骤二、焊枪摆动到焊缝坡口一侧的坡口边缘处时，焊接参数切换到第一参数集并保持在一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1；
步骤三、焊枪摆动经过焊缝坡口的坡口中间处时，焊接参数切换到第二参数集并保持在坡口中间处持续时间为摆动时间t2；
步骤四、焊枪摆动到焊缝坡口另一侧的坡口边缘处时，焊接参数再次切换到第一参数集并保持在另一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1。
上述技术方案中进一步改进的方案如下：
1. 上述方案中，所述停留时间t1大于摆动时间t2。
2. 上述方案中，所述保护气体为氩气或含有氩气的混合气体。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
本发明管道用保护电弧焊接工艺，其飞溅减少，使焊缝的熔深增加，焊缝和坡口夹角处的熔合情况得以改善，降低了未熔和夹渣的可能性，避免了熔池向焊缝中间的聚集，有利于焊缝成形平整、美观、焊接缺陷少，焊接效率也有显著提高。
附图说明
附图1为本发明焊接工艺的焊接参数和焊枪摆动位置协同关系示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制；术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：一种管道用保护电弧焊接工艺，在保护气体氛围下，通过焊枪喷嘴连续将作为电极的焊丝输送到焊接区，所述管道上具有焊缝坡口；包括以下步骤：
步骤一、设置有焊枪的停留时间t1、摆动时间t2，所述停留时间t1为焊枪在焊缝坡口边缘处停留的时间，所述摆动时间t2为沿与焊缝方向垂直的方向上焊枪经过位于焊缝坡口一侧边缘处到另一侧边缘处之间的坡口中间处的单程时间；焊枪分别设置有包括送丝速度、焊接电压、焊接电流、行走速度的第一参数集和第二参数集，所述第一参数集对应停留时间t1内的参数设置，所述第二参数集对应摆动时间t2内的参数设置，所述第一参数集内的峰值送丝速度、焊接电流的值大于第二参数集内对应的基值送丝速度、焊接电流的值，所述第一参数集内的焊接电流、行走速度的值小于第二参数集内对应的焊接电流、行走速度的值；
步骤二、焊枪摆动到焊缝坡口一侧的坡口边缘处时，焊接参数切换到第一参数集并保持在一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1；
步骤三、焊枪摆动经过焊缝坡口的坡口中间处时，焊接参数切换到第二参数集并保持在坡口中间处持续时间为摆动时间t2；
步骤四、焊枪摆动到焊缝坡口另一侧的坡口边缘处时，焊接参数再次切换到第一参数集并保持在另一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1。
上述停留时间t1为摆动时间t2的1.2倍，上述保护气体为含有氩气的混合气体。
实施例2：一种管道用保护电弧焊接工艺，在保护气体氛围下，通过焊枪喷嘴连续将作为电极的焊丝输送到焊接区，所述管道上具有焊缝坡口；包括以下步骤：
步骤一、设置有焊枪的停留时间t1、摆动时间t2，所述停留时间t1为焊枪在焊缝坡口边缘处停留的时间，所述摆动时间t2为沿与焊缝方向垂直的方向上焊枪经过位于焊缝坡口一侧边缘处到另一侧边缘处之间的坡口中间处的单程时间；焊枪分别设置有包括送丝速度、焊接电压、焊接电流、行走速度的第一参数集和第二参数集，所述第一参数集对应停留时间t1内的参数设置，所述第二参数集对应摆动时间t2内的参数设置，所述第一参数集内的峰值送丝速度、焊接电流的值大于第二参数集内对应的基值送丝速度、焊接电流的值，所述第一参数集内的焊接电流、行走速度的值小于第二参数集内对应的焊接电流、行走速度的值；
步骤二、焊枪摆动到焊缝坡口一侧的坡口边缘处时，焊接参数切换到第一参数集并保持在一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1；
步骤三、焊枪摆动经过焊缝坡口的坡口中间处时，焊接参数切换到第二参数集并保持在坡口中间处持续时间为摆动时间t2；
步骤四、焊枪摆动到焊缝坡口另一侧的坡口边缘处时，焊接参数再次切换到第一参数集并保持在另一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1。
上述停留时间t1为摆动时间t2的1.5倍，上述保护气体为氩气。
本发明进一步阐述如下：
1、在控制系统中，预先按照表1的格式，设置好协同脉冲的各个参数，焊枪摆动时，参数的变换根据焊枪的摆动位置进行切换，焊枪不摆动时，按照设定的脉冲基值时间和峰值时间自动切换。焊枪摆动的情况下，参数的切换根据焊枪的位置切换，焊枪不摆动时，参数按照设定的电流峰值时间和基值时间切换；焊接电流、焊接电压一般指焊接时的平均电流或电压，峰值电流和基值电流是焊接时，电流在t1和t2 时间内，分别是峰值和基值，两个值的平均值就是焊接电流，电压亦然。焊接电流和电压是分别通过一个霍尔电流传感器和一个霍尔电压传感器取得的。
2、焊接时，焊枪摆动到坡口边缘时，系统同步切换送丝速度（焊接电流）、焊接电压、焊接速度等参数，使焊缝的熔深增加，焊缝和坡口夹角处的熔合情况得以改善，降低了未熔和夹渣的可能性。
3、当焊枪在坡口边缘停留到设定的时间，开始向另一侧摆动，系统同步切换焊接规范到另一个设定值，使熔池温度降低，飞溅减少，避免了熔池向焊缝中间的聚集，有利于得到平滑、美观的焊缝。
4、由于在焊接过程中，送丝速度是脉动变化的，平均送丝速度为： Vf=（Vfp*tp+Vfb*tb）/（tp+tb），Vfp：峰值时送丝速度，tp：峰值时间（两侧停留时间），Vfb：基值时送丝速度，tb：基值时间相比较使用单一规范送丝的送丝速度，该送丝速度一般增大约30%，因此焊接效率有显著提高。
如附图1所示，t代表时间，表示各个参数随时间变化的情况，横轴也代表焊缝的中心位置，纵轴对送丝速度、焊接速度和焊接电压来说，代表数值的大小，但对于焊枪摆动，1是焊枪摆动的位置，上/下部直线表示焊枪在坡口左/右两侧停留的时间，2是表示送丝速度随时间的变化情况，3是行走速度随时间变化情况，4是焊接电压（弧长）随时间变化的情况，5是焊接电流随时间变化的情况。
t1是焊枪在左右两侧停留的时间，也是峰值时间，t2是焊枪摆动需要的时间，也是基值时间，焊枪在两侧停留时，送丝速度、行走速度和焊接电压是一套参数，焊枪摆动时，送丝速度、行走速度和焊接电压是另外一套参数，这两套焊接参数随焊枪摆动的位置，周期性的同步变化。
采用上述管道用保护电弧焊接工艺时，其飞溅减少，使焊缝的熔深增加，焊缝和坡口夹角处的熔合情况得以改善，降低了未熔和夹渣的可能性，避免了熔池向焊缝中间的聚集，有利于焊缝成形平整、美观、焊接缺陷少，焊接效率有显著提高。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种管道用保护电弧焊接工艺，在保护气体氛围下，通过焊枪喷嘴连续将作为电极的焊丝输送到焊接区，所述管道上具有焊缝坡口；其特征在于：包括以下步骤：
步骤一、设置有焊枪的停留时间t1、摆动时间t2，所述停留时间t1为焊枪在焊缝坡口边缘处停留的时间，所述摆动时间t2为沿与焊缝方向垂直的方向上焊枪经过位于焊缝坡口一侧边缘处到另一侧边缘处之间的坡口中间处的单程时间；焊枪分别设置有包括送丝速度、焊接电压、焊接电流、行走速度的第一参数集和第二参数集，所述第一参数集对应停留时间t1内的参数设置，所述第二参数集对应摆动时间t2内的参数设置，所述第一参数集内的峰值送丝速度、焊接电流的值大于第二参数集内对应的基值送丝速度、焊接电流的值，所述第一参数集内的焊接电流、行走速度的值小于第二参数集内对应的焊接电流、行走速度的值；
步骤二、焊枪摆动到焊缝坡口一侧的坡口边缘处时，焊接参数切换到第一参数集并保持在一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1；
步骤三、焊枪摆动经过焊缝坡口的坡口中间处时，焊接参数切换到第二参数集并保持在坡口中间处持续时间为摆动时间t2；
步骤四、焊枪摆动到焊缝坡口另一侧的坡口边缘处时，焊接参数再次切换到第一参数集并保持在另一侧坡口边缘处持续时间为停留时间t1。
2.根据权利要求1或者2所述的管道用保护电弧焊接工艺，其特征在于：所述保护气体为氩气或含有氩气的混合气体。
3.根据权利要求1所述的管道用保护电弧焊接工艺，其特征在于：所述停留时间t1大于摆动时间t2。
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