CN112222567A - 一种用于船舶制造的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供本发明提供一种用于船舶制造的焊接方法，包括如下步骤：获得焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围，并得到精算焊接速度范围为V1‑V2，所述V1满足：V1＝(((1+a％)I)×((1+b％)U)×60)/(((1+d％)K)×1000)；所述V2满足：V2＝(((1‑a％)I)×((1‑b％)U)×60)/(((1‑d％)K)×1000)；I为测试焊接电流数值，U为测试焊接电压数值，K为测试热输入量数值；a、b和d为预设常数。使用在所述精算焊接速度范围内的焊接速度进行焊接。本发明提供的焊接方法，能够具有较好的焊接效果。

Description

一种用于船舶制造的焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种用于船舶制造的焊接方法。

背景技术

现船舶和钢结构行业进行焊接工艺评定文件编制过程中，没有具体和有效的公式、方法对焊接参数覆盖范围进行确认。很多时候只能参考标准和规范规定的各个焊接参数的范围，并结合焊接工作经验对整体的焊接参数覆盖范围进行确认，由于每个人采取的计算方法、方式不一致，所以也导致了每个人编制的焊接参数覆盖范围各不相同，从而就无法保证焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的准确性、真实性与适用性，也降低了工艺评定焊接参数的被认可度。不能够较好的指导焊接操作。现有的焊接方法存在如下缺陷：

1、没有统一、具体的焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的计算方法和公式，造成每个单位或每个人编制的同一焊接工艺评定焊接参数覆盖范围各不相同，难以保证焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的真实性、准确性与适用性，使得焊接过程中，焊接数据的使用不匹配，焊接效果较差。

2、很多标注和规范仅有各个焊接参数独立的覆盖范围(AWS D1.1中只规定了焊接电流、焊接电压和焊接速度的覆盖范围，没有规定焊接热输入量的覆盖范围；而船级社规范只规定了焊接热输入量的覆盖范围，没有规定焊接电流，焊接电压，焊接速度的覆盖范围。没有整体性的焊接参数覆盖范围，所以各个焊接参数之间相互独立，不具有整体性，使得焊接过程中各参数之间很难具有匹配性，难以实现较好的焊接效果；

3、由于没有统一的计算方式，焊接工艺评定焊接参数覆盖范围不统一，焊接效率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种焊接效果较好的焊接方法。

本发明提供一种用于船舶制造的焊接方法，包括如下步骤：

获得焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围，所述焊接电流范围满足(1-a％)I～(1+a％)I；焊接电压范围满足：(1-b％)U～(1+b％)U；热输入量范围满足：(1-d％)K～(1+d％)K；所述I为测试焊接电流数值，所述U为测试焊接电压数值，所述K为测试热输入量数值；所述a、b和d为预设常数

根据所述焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围得到精算焊接速度范围，所述精算焊接速度范围为V1-V2，所述V1满足：V1＝(((1+a％)I)×((1+b％)U) ×60)/(((1+d％)K)×1000)；所述V2满足：V2＝(((1-a％)I)×((1-b％)U)×60) /(((1-d％)K)×1000)；

使用在所述精算焊接速度范围内的焊接速度进行焊接。

优选地，所选用的焊接电流在所述焊接电流范围内，所选用的焊接电压在所述焊接电压范围内，所选用的热输入量在所述热输入量范围内。

优选地，所述a为1-90的整数，所述b为1-90的整数，所述d为1-90的整数。

优选地，所述a为1-50的整数，所述b为1-50的整数，所述d为1-50的整数。

优选地，所述a为10，b为7，d为25。

优选地，所述V1和V2满足如下条件：(1-c％)Vn≤V1≤Vn≤V2≤(1+c％)Vn，所述Vn为测试焊接速度数值，所述c为预设常数。

优选地，所述c为1-90的整数。

优选地，所述c为1-50的整数.

优选地，所述c为25。

优选地，所述焊接电流单位为A；所述焊接电压单位为V；所述焊接速度单位为mm/min；所述焊接热输入量单位为KJ/mm。

本发明提供的焊接方法，能够具有较好的焊接效果。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将对本发明进行更全面的描述。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明实施例提供一种用于船舶制造的焊接方法，包括如下步骤：

获得焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围，焊接电流范围满足 (1-a％)I～(1+a％)I；焊接电压范围满足：(1-b％)U～(1+b％)U；热输入量范围满足： (1-d％)K～(1+d％)K；I为测试焊接电流数值，U为测试焊接电压数值，K为测试热输入量数值；a、b和d为预设常数

根据焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围得到精算焊接速度范围，精算焊接速度范围为V1-V2，V1满足：V1＝(((1+a％)I)×((1+b％)U)×60)/ (((1+d％)K)×1000)；V2满足：V2＝(((1-a％)I)×((1-b％)U)×60)/(((1-d％)K) ×1000)；

使用在精算焊接速度范围内的焊接速度进行焊接。

本实施例提供的用于船舶制造的焊接方法，对于焊接过程中使用合理的焊接速度，实现较好的焊接效果。能有效保证焊接质量和焊缝成型。

本实施例中，通过在测试过程中获得测试焊接电流数值、测试焊接电压数值和测试热输入量数值，便可快速得到焊接速度范围，使用本实施例的焊接速度范围中的焊接速度进行焊接，能够具有较好的焊接效果。

在优选实施例中，所选用的焊接电流在焊接电流范围内，所选用的焊接电压在焊接电压范围内，所选用的热输入量在热输入量范围内。

本实施例提供的焊接方法，统一和明确了焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的计算方法和公式，保证焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的统一性、真实性、准确性与适用性。解决了不同标准中的各个焊接参数之间相互独立，不具有整体性的问题。实现较好的焊接效果。

本实施例提供的焊接方法，提高了焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的计算效率和准确性，降低了焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的确认时间，对焊接过程中焊接参数的选择具有较好的指导作用，减少焊接作业时间。

本实施例提供的焊接方法，能够快速、准确的获得各焊接工艺评定焊接参数的覆盖范围，提高各焊接参数覆盖范围的计算效率，保证焊接参数范围的准确性与适用性，保证各类船舶的顺利建造。

在优选实施例中，a为1-90的整数，b为1-90的整数，d为1-90的整数。

在优选实施例中，a为1-50的整数，b为1-50的整数，d为1-50的整数。

在优选实施例中，a为10，b为7，d为25。

在优选实施例中a、b和d的数值由AWS D1.1和船级社规范的相关规定中得到。

在优选实施例中，V1和V2满足如下条件：(1-c％)Vn≤V1≤Vn≤V2≤ (1+c％)Vn，Vn为测试焊接速度数值，c为预设常数。

在优选实施例中，c为1-90的整数。

在优选实施例中，c为1-50的整数.

在优选实施例中，c为25。在优选实施例中c的数值由AWS D1.1规定中得到。

在优选实施例中，焊接电流单位为A；焊接电压单位为V；焊接速度单位为 mm/min；焊接热输入量单位为KJ/mm。

本实施例中，可通过AWS D1.1的规定先确定a、b和c的数值，例如AWS D1.1的规定会写明①焊接电流覆盖范围：±a％；②焊接电压覆盖范围：±b％；③焊接速度覆盖范围：±c％；然后通过船级社规范规定群确定d的数值，例如社规范规定④热输入量覆盖范围：±d％，可得到各焊接参数的范围，如表1所示。

表1

焊接电流范围	焊接电压范围	焊接速度范围	热输入量范围
				(1-a％)I～(1+a％)I	(1-b％)U～(1+b％)U	(1-c％)Vn～(1+c％)Vn	(1-d％)K～(1+d％)K

在焊接中，焊接热输入量K是非常重要的参数，影响焊缝质量与性能，是考量一个工艺评定焊接参数覆盖是否满足要求的关键因素，所以热输入的范围按照标准规定是确定不可变动的。

在AWS D1.1标准里焊接电流、焊接电压的可变动范围明显小于焊接速度的变动范围，所以焊接电流和电压的范围不作调整，完全参照AWS D1.1标注要求，焊接速度最为一个可调整范围的参数。

本实施例中通过满足如下公式：热输入×1000＝(焊接电流×焊接电压×60) /焊接速度，也就是焊接速度＝(焊接电流×焊接电压×60)/(热输入×1000)，可建立焊接电流、焊接电压、焊接速度和热输入之间的关系。

将最大焊接电流(1+a％)I，最大焊接电压(1+b％)U，最大热输入量(1+d％)K 带入上述公式，得到最小精算焊接速度V1；将最小焊接电流(1-a％)I，最小焊接电压(1-b％)U，最小热输入量(1-d％)K带入上述公式，得到最大精算焊接速度V2。得到最终的焊接工艺评定焊接参数覆盖范围，如表2所示。

表2

焊接电流范围	焊接电压范围	焊接速度范围	热输入量范围
				(1-a％)I～(1+a％)I	(1-b％)U～(1+b％)U	V1～V2	(1-d％)K～(1+d％)K

使V1和V2满足：(1-c％)Vn≤V1≤Vn≤V2≤(1+c％)Vn。

本实施例中间各个焊接参数之间建立联系，保证焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的统一性、真实性、准确性与适用性。

以CO2半自动焊焊接参数为例，焊接电流I(单位：A)；②焊接电压(电弧电压)U(单位：V)；③焊接速度Vn(单位：mm/min)；④焊接热输入量K (单位：KJ/mm)，

CO2半自动焊焊接参数中，测试焊接电流230A，焊接电压26V，焊接速度 32cm/min，焊接热输入量11.2KJ/cm。

根据AWS D1.1和船级社规范中焊接工艺评定焊接参数覆盖范围如下：焊接电流覆盖范围：±10％；焊接电压覆盖范围：±7％；焊接速度覆盖范围：±25％；热输入量覆盖范围：±25％。将I＝230，U＝26，V＝32，K＝11.2，a＝10，b＝7，d＝25， c＝25带入表1的公式中，得到焊接参数覆盖范围粗略计算结果如表3所示。

表3

建立各参数之间的联系，将(1+a％)I＝253，(1+b％)U＝28，(1+d％)＝14×1000，带入V1＝(((1+a％)I)×((1+b％)U)×60)/((1+d％)K)的公式中，得到 V1＝30.4cm/min，将((1-a％)I＝207，(1-b％)U＝24，(1-d％)K＝8.4×1000带入V2＝ (((1-a％)I)×((1-b％)U)×60)/((1-d％)K)的公式中，得到V2＝35.5cm/min。

最终得到工艺评定焊接参数覆盖范围如表4所示。

表4

焊接电流范围	焊接电压范围	焊接速度范围	热输入量范围
				207-253A	24-28V	30.4-35.5cm/min	8.4-14KJ/cm

可以看出本实施例的热输入量范围完全满足船级社的规范要求，同时也能保证焊接质量，焊接参数更贴合工艺评定时的焊接参数，焊缝性能更易保证。

本实施例提供的焊接方法，根据AWS D1.1和船级社规范的相关规定，预设好a、b和d，然后将焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围和精算焊接速度范围的公式分别输入EXCEL表中，使EXCEL表根据输入的数值和公式计算结果；

获得I、U、K数值，将I、U、K数值对应输入带公式的表格中，分别得到焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围和精算焊接速度范围。

本实施例的焊接方法，可使用EXCEL表格计算公式进行参数范围的计算，提高计算效率和计算准确性，更易得到业主或船检方的认可和认证，同时更能保证焊接的准确性。

本实施例的焊接方法，通过结合AWS D1.1和各船级社规范要求，明确各焊接参数的粗略覆盖范围，然后使用EXCEL公式将焊接电流、焊接电压、焊接速度和焊接热输入量作为一个整体对焊接参数的覆盖范围重新快速和准确精细计算，得到最终的焊接工艺评定焊接参数覆盖范围，实现了焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的自动计算，提高了焊接工艺评定焊接参数覆盖范围的准确性、统一性与现场适用性。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

获得焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围，所述焊接电流范围满足(1-a％)I～(1+a％)I；焊接电压范围满足：(1-b％)U～(1+b％)U；热输入量范围满足：(1-d％)K～(1+d％)K；所述I为测试焊接电流数值，所述U为测试焊接电压数值，所述K为测试热输入量数值；所述a、b和d为预设常数

根据所述焊接电流范围、焊接电压范围、热输入量范围得到精算焊接速度范围，所述精算焊接速度范围为V1至V2，所述V1满足：V1＝(((1+a％)I)×((1+b％)U)×60)/(((1+d％)K)×1000)；所述V2满足：V2＝(((1-a％)I)×((1-b％)U)×60)/(((1-d％)K)×1000)；

使用所述精算焊接速度范围内的焊接速度进行焊接。

2.如权利要求1所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，在焊接过程中，所选用的焊接电流在所述焊接电流范围内，所选用的焊接电压在所述焊接电压范围内，所选用的热输入量在所述热输入量范围内。

3.如权利要求1所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述a为1-90的整数，所述b为1-90的整数，所述d为1-90的整数。

4.如权利要求3所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述a为1-50的整数，所述b为1-50的整数，所述d为1-50的整数。

5.如权利要求4所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述a为10，b为7，d为25。

6.如权利要求1所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述V1和V2满足如下条件：(1-c％)Vn≤V1≤Vn≤V2≤(1+c％)Vn，所述Vn为测试焊接速度数值，所述c为预设常数。

7.如权利要求6所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述c为1-90的整数。

8.如权利要求7所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述c为1-50的整数。

9.如权利要求8所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述c为25。

10.如权利要求1所述的用于船舶制造的焊接方法，其特征在于，所述焊接电流单位为A；所述焊接电压单位为V；所述焊接速度单位为mm/min；所述焊接热输入量单位为KJ/mm。