CN112388114B - 一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，包括以下步骤：S1、准备一幅焊件，在焊件的待焊部位加工坡口，再将一副焊件进行组对，并采用点固焊固定；S2、采用钨极气体保护焊在待焊部位进行打底焊，直至预设未焊透缺陷处；S3、采用钨极氩弧焊在每个预设未焊透缺陷处堆焊出形状与之匹配的框槽，继续采用钨极气体保护焊将框槽进行封闭焊接；S4、采用焊条电弧焊对其他焊层焊道进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带未焊透缺陷试板。本发明通过该方法可以在焊缝中任何部位制备出未焊透缺陷，并且实现对未焊透缺陷长度、方向、深度等特征的控制，满足无损检测人员培训的各种应用需求。

Description

一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法
技术领域
本发明属于无损检测技术领域，具体涉及一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，该试板主要用于无损检测人员培训。
背景技术
目前无损检测方法主要包括常规的射线检测RT，超声波检测UT，磁粉检测PT，渗透检测MT以及新型检测技术TOFD检测，相控阵检测PAVT等。检测人员要熟练地掌握无损检测技术，需要进行大量的理论学习和实践训练。在检验人员的学习和技能培训过程中，需要一定数量的焊接缺陷试板供学员练习使用。这些缺陷试板中的缺陷要具有良好的隐蔽性，特别是焊道内部的缺陷位置，尺寸大小以及类型都具有不可预见性。因此，制备一定数量的已知内部缺陷的试板对于无损检测领域有重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，通过该方法可以在焊缝中任何部位（焊缝中心或坡口侧）制备出未焊透缺陷，并且实现对未焊透缺陷长度、方向（横向或纵向）、深度等特征的控制，满足无损检测人员培训的各种应用需求。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：
一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、准备一幅焊件，在焊件的待焊部位加工坡口，再将一副焊件进行组对，并采用点固焊固定；
S2、采用钨极气体保护焊在待焊部位进行打底焊，直至预设未焊透缺陷处；
S3、采用钨极氩弧焊在每个预设未焊透缺陷处堆焊出形状与之匹配的框槽，继续采用钨极气体保护焊将框槽进行封闭焊接；
S4、采用焊条电弧焊对其他焊层焊道进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带未焊透缺陷试板。
进一步地，在所述步骤S3中，当框槽与焊件之间存在间隙时，采用钨极气体保护焊将框槽进行封闭后，继续采用钨极气体保护焊将框槽四周焊满。
进一步地，在所述步骤S3中，在进行封闭框槽焊接时，采用断弧焊工艺，同时减少送丝量。
进一步地，所述焊件的坡口包括X坡口、单V坡口、U型坡口。
进一步地，所述焊件包括碳钢或不锈钢材料。
进一步地，所述框槽的高度可以采用机械打磨的方式去除多余焊缝，提高精度。
进一步地，所述钨极气体保护焊焊丝直径为1.6mm，采用99.99%Ar进行保护。
进一步地，该方法还包括步骤S5、缺陷验证：缺陷试板制作完成后，可采用RT进行检测，确认未焊透缺陷的存在。
本发明的有益效果为：
1、本发明利用钨极氩弧焊堆焊的方法可以制作出任何形状、大小、方向、深度的未焊透缺陷，实现缺陷的定量制作，解决了要依靠人工打磨进行控制才能形成不同数量、位置、长度、方向、深度、宽度的未焊透缺陷的难题，满足无损检测的应用需求。
2、本发明采用堆焊框槽并进行封闭的方法制作未焊透缺陷，可以在焊缝的任何位置制作任何形状的缺陷，包括坡口侧或是焊缝处，纵向、横向或是圆形缺陷，有效避免了通过砂轮机打磨焊缝开设沟槽而无法方便制作横向和坡口侧的未焊透缺陷。
3、本发明采用气体保护焊或焊条电弧焊在未焊透缺陷上方进行焊接的方法，解决了在保证不出现其它焊接缺陷的同时，保证未焊透缺陷不被焊穿的问题。
4、无损检测领域通常制作碳钢缺陷试板，采用本发明中三种焊接方法的交叉使用可以制作出奥氏体不锈钢焊缝缺陷试板，且操作简单易形。
附图说明
图1是实施例一中采用本发明制作的带有根部纵向未焊缺陷试板的结构示意图。
图2是图1中未焊透缺陷的局部放大图。
图3是实施例二中采用本发明制作的带有横向未焊透缺陷试板的结构示意图。
图4是图3中未焊透缺陷的局部放大图。
图中：1-焊件，2-根部纵向未焊透缺陷，3-框槽封闭焊缝，5-填充焊缝，6-纵向框槽，7-框槽周围焊缝，8-横向未焊透缺陷，9-横向框槽。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，包括以下步骤：
S1、准备工作：提供一副焊件1（包括碳钢或不锈钢材料），焊条和焊丝若干，99.99%纯度的氩气，电焊条和氩弧焊丝经焊接熔化后形成填充焊缝5，在焊件1的待焊部位加工坡口（坡口包括X坡口、单V坡口、U型坡口），再将一副焊件进行组对，并采用点固焊固定。
S2、采用钨极气体保护焊在待焊部位进行打底焊（填充焊缝5），直至预设未焊透缺陷处；所述钨极气体保护焊焊丝直径为1.6mm，采用99.99%Ar进行保护。
S3、采用钨极氩弧焊在每个预设未焊透缺陷处堆焊出形状与之匹配的框槽（根据预设未焊透缺陷的数量、位置在相应的焊缝金属层进行钨极氩弧焊堆焊，堆焊成框槽，如图2中的纵向框槽6和图4中的横向框槽9，框槽的长宽高依据预设未焊透缺陷的长度、深度和宽度而定），如图2和4中的纵向框槽6和横向框槽9，继续采用钨极气体保护焊将框槽进行封闭焊接，形成框槽封闭焊缝3。
当框槽与焊件1之间存在间隙时，采用钨极气体保护焊将框槽进行封闭后，继续采用钨极气体保护焊将框槽四周焊满，如图4中的框槽周围焊缝7。
在进行封闭框槽焊接时，采用小电流、快速度、断弧焊工艺进行焊接，同时减少送丝量。
所述框槽的高度可以采用机械打磨的方式去除多余焊缝，提高精度。
S4、采用焊条电弧焊对其他焊层焊道进行填充焊（填充焊缝5），直至焊接完毕，即制成带未焊透缺陷（图2中的根部纵向未焊透2和图4中的横向未焊透8）试板。
S5、缺陷验证：缺陷试板制作完成后，可采用RT进行检测，确认未焊透缺陷的存在。
本发明在具体应用时，根据预设的未焊透缺陷大小进行框槽的堆焊，再进行框槽的上、下表面封闭焊接（如图2和4中的框槽封闭焊缝3），从而形成未焊透缺陷。由于钨极气体保护焊易于操作，熔池的大小、形状、铁水的流向、填充焊缝的量、焊肉厚度等完全可以依靠人工进行控制，因此可以堆焊出任何尺寸的框槽，从而形成不同尺寸的未焊透缺陷，采用直径为1.6mm的细焊丝是为了更加容易控制堆焊过程。在进行封闭框槽焊接时，采用断弧焊工艺，同时少量送丝，可以堆焊出一层薄薄的焊肉，避免将中空的未焊透缺陷填满。
以下列举两个具体实施例对本发明进行进一步说明。
实施例一
如图1和2所示，带根部纵向未焊透缺陷试板的制作方法，包括以下步骤：
（1）焊件下料：采用Q345材料，厚度40mm，利用数控等离子进行切割，下料尺寸500×150×40mm，焊件1采用坡口机加工坡口，为防止焊接变形，采用对称X型坡口，组对坡口角度60°，组对间隙2~4mm。
（2）焊前准备：对坡口二侧进行打磨处理，去除油污和杂物，保证坡口的洁净度，并采用钨极气体保护焊在焊件1两端进行点固焊。
（3）打底焊：采用钨极气体保护焊进行根部打底焊，焊丝ER50-6，直径为1.6mm。打底焊一直焊到未焊透缺陷预定的位置处停止。
（4）根部纵向未焊透2的制作：采用钨极气体保护焊在根部坡口二侧堆焊长40mm，垂直高度4mm的焊肉，焊肉厚度控制在1.5mm以内，形成纵向框槽6。在纵向框槽6上、下方采用钨极气体保护焊进行断弧焊工艺焊接，形成框槽封闭焊缝3，从而将框槽进行封闭，制作出长40mm，高4mm，宽度2~4mm的根部纵向未焊透缺陷。
（5）后处理：采用焊条电弧焊完成其他部位的填充焊，焊条采用E5015-15焊条。
（6）缺陷验证：缺陷试板制作完成后，可采用RT进行检测，确认未焊透缺陷的存在。
实施例二
如图3和4所示，带横向未焊透缺陷试板的制作方法，包括以下步骤：
（1）焊件下料：采用Q345材料，厚度40mm，利用数控等离子进行切割，下料尺寸500×150×40mm，焊件1采用坡口机加工坡口，为防止焊接变形，采用对称X型坡口，组对坡口角度60°。
（2）焊前准备：对坡口二侧进行打磨处理，去除油污和杂物，保证坡口的洁净度，并采用钨极气体保护焊在焊件1两端进行点固焊。
（3）打底焊：采用钨极气体保护焊进行根部打底焊，焊丝采用ER50-6，直径为1.6mm。打底焊完成后进行填充焊接，采用焊条电弧焊进行填充焊，焊条采用E5015-15焊条，一直焊接到预设的焊缝高度后停止。
（4）横向未焊透缺陷8的制作：采用机械清除焊缝表面的焊渣，在预设的未焊透区域开始进行钨极气体保护焊堆焊。在横向方向上堆焊出一个矩形的横向框槽9，框槽高度为3mm，内壁尺寸为15×7mm，框槽厚度控制在1.5mm以内。继续采用钨极气体保护焊将框槽周围填满焊肉，为框槽周围焊缝7。在横向框槽9上、下方采用钨极气体保护焊进行断弧焊工艺焊接，形成框槽封闭焊缝3，从而将框槽进行封闭，制作出长15mm，高3mm，宽度7mm的横向未焊透缺陷。
（5）后处理：采用焊条电弧焊完成其他部位的填充焊。
（6）缺陷验证：缺陷试板制作完成后，可采用RT进行检测，确认未焊透缺陷的存在。
以上说明仅为本发明的应用实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
S1、准备一幅焊件，在焊件的待焊部位加工坡口，再将一副焊件进行组对，并采用点固焊固定；
S2、采用钨极气体保护焊在待焊部位进行打底焊，直至预设未焊透缺陷处；
S3、采用钨极氩弧焊在每个预设未焊透缺陷处堆焊出形状与之匹配的框槽，继续采用钨极气体保护焊将框槽进行封闭焊接；
S4、采用焊条电弧焊对其他焊层焊道进行填充焊，直至焊接完毕，即制成带未焊透缺陷试板。
2.根据权利要求1所述的一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，当框槽与焊件之间存在间隙时，采用钨极气体保护焊将框槽进行封闭后，继续采用钨极气体保护焊将框槽四周焊满。
3.根据权利要求1所述的一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于，在所述步骤S3中，在进行封闭框槽焊接时，采用断弧焊工艺，同时减少送丝量。
4.根据权利要求1所述的一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于，所述焊件的坡口包括X坡口、单V坡口、U型坡口。
5.根据权利要求1所述的一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于，所述焊件包括碳钢或不锈钢材料。
6.根据权利要求1所述的一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于，所述框槽的高度可以采用机械打磨的方式去除多余焊缝，提高精度。
7.根据权利要求1所述的一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于，所述钨极气体保护焊焊丝直径为1.6mm，采用99.99%Ar进行保护。
8.根据权利要求1所述的一种带人工焊接未焊透缺陷试板的制备方法，其特征在于，该方法还包括步骤S5、缺陷验证：缺陷试板制作完成后，可采用RT进行检测，确认未焊透缺陷的存在。
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