CN112705867A - 一种泵车t型接头焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种泵车T型接头焊接方法，通过严格控制焊接过程中的电流、电压、焊接速度和温度，进而控制每层焊道的焊接线能量，确保焊缝融合区和热影响区的金属晶粒大小从而提高承载能力，有效提高焊接速度和焊接质量，其整体工艺简单合理，焊接过程控制精度高，减少材料消耗，有效提高焊接结构的疲劳使用寿命和焊缝承载能力，并且有效规避对工人素质要求高的弊端，降低操作人员劳动强度，操作过程安全可靠，应用效果友好，市场前景广阔。

Description

一种泵车T型接头焊接方法
技术领域：
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种泵车T型接头焊接方法，通过严格控制焊接过程中的电流、电压、焊接速度和温度，进而控制每层焊道的焊接线能量，确保焊缝融合区和热影响区的金属晶粒大小从而提高承载能力，有效提高焊接速度和焊接质量。
背景技术：
焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术，随着船舶、航天航空和车辆等工业向大吨位和大运载能力方向的发展，对板材结构的焊接技术，特别是厚板T型接头的焊接变形控制、焊接接头性能及焊接效率的要求越来越高；中国专利201110006606.2公开了一种厚板T型接头双面激光电弧复合焊接方法，属于激光电弧复合焊接领域。它解决了厚板T型接头的焊接方法中存在的焊接效率低的问题。它将两把焊枪和两束激光束镜像设置于厚板T型接头的立板两侧，进行同步激光电弧复合焊接，所述激光电弧复合焊接的过程中：将焊枪靠近厚板T型接头的待焊接部位进行电弧焊接，使激光束的光轴和所述焊枪的中轴线位于同一平面内，并且均与厚板T型接头的面板形成 10°～50°的夹角α，该激光束的光轴和该焊枪的中轴线之间形成2 5°～45°的夹角β，并且该激光束在待焊接部位上的入射点和该焊枪的焊丝末端之间的间距D为2mm～6mm；中国专利201511015250.3 公开了一种T型焊接方法，原料为法兰及钢管，所述钢管的口径为1 400mm～3000mm，钢管厚度为20mm～50mm，法兰外径与内径的差值为 100mm～180mm，焊接电流为190A～210A，焊接电压为21V～23V，焊接速度为25cm/min～33cm/min，填充焊焊接参数为：焊接电流为24 0A～260A，焊接电压为26V～28V，焊接速度为30cm/min～35cm/min，盖面焊焊接参数为：焊接电流为250A～270A，焊接电压为27V～30V，焊接速度为35cm/min～40cm/min；中国专利201711015213.1公开了一种大厚板T型接头焊接方法，适用于立板厚度大于30mm的板，通过将焊枪位于大厚板T型接头中立板的两侧，打底焊时采用双面异步打底MAG焊，两个焊枪保持一定的弧间距，通过增大焊枪的热输入和减小弧间距实现根部全熔透，可实现窄间隙不清根的焊接，填充焊时采用双面同步填充MAG焊，两个焊枪同步，一方面提高了焊接速度，另一方面减小焊接角变形及残余应力；中国专利201810705224.0公开了一种T型钢全熔透免清根焊接方法，包括在T型钢的腹板开设4 5～50度的V形坡口，且钝边留3～4mm，将腹板与T型钢的翼板无间隙组装，腹板与水平面夹角为25～30度，根据母材性能，选择合适的焊丝及焊剂，在V形坡口的背面的焊缝处进行二氧化碳气体保护焊焊接，正面打底焊采用单丝埋弧焊进行焊接，焊丝与腹板夹角为60～70度，第二道填充焊采用双丝埋弧焊进行焊接，在V形坡口的背面进行打底焊，背面打底焊采用双丝埋弧焊进行焊接，焊丝与腹板夹角为60～70度，填充焊和盖面焊均采用双丝埋弧焊进行焊接；中国专利201910284425.2公开了一种复合板的T型焊接方法及T型接头，T 型焊接方法包括：在第一复合板上加工去除第一奥氏体不锈钢层，形成待接缺口，在第二复合板的待接端开设V形坡口，将第一复合板和第二复合板相对垂直放置，并将V形坡口与待接缺口进行间隙对接形成K形坡口，采用SMAW在K形坡口内施焊，形成基层焊缝将第一复合板的第一低合金钢层和第二复合板的第二低合金钢层连接，采用S MAW在基层焊缝两侧上施焊，分别形成过渡层焊缝，采用SMAW在过渡层焊缝上施焊，形成复层焊缝，复层焊缝将第一奥氏体不锈钢层和第二奥氏体不锈钢层连接；以上专利方法及现有技术的T型接头焊接方法，焊接过程中能量消耗大且控制精度低，焊接后的结构疲劳使用寿命短，焊缝承载能力相对较差，操作过程对施工人员素质要求高，增加了材料成本和施工人员的劳动强度；因此寻求设计提供一种泵车 T型接头焊接方法，其整体工艺简单合理，通过严格控制焊接过程中的电流、电压、焊接速度和温度，进而控制每层焊道的焊接线能量，焊接过程控制精度高，减少材料消耗，能够确保焊缝融合区和热影响区的金属晶粒大小从而提高承载能力，有效提高焊接结构的疲劳使用寿命和焊缝承载能力，并且有效规避对工人素质要求高的弊端，降低操作人员劳动强度，操作过程安全可靠，有很好的使用价值和推广前景。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足和缺陷，寻求设计提供一种泵车T型接头焊接方法，通过严格控制焊接过程中的电流、电压、焊接速度和温度，进而控制每层焊道的焊接线能量，焊接过程控制精度高，减少材料消耗，能够确保焊缝融合区和热影响区的金属晶粒大小从而提高承载能力，有效提高焊接结构的疲劳使用寿命和焊缝承载能力，并且有效规避对工人素质要求高的弊端，降低操作人员劳动强度，操作过程安全可靠。
为了实现上述目的，本发明所述的T型接头焊接方法，其工艺步骤包括：
(1)预热：预热是控制焊接起始温度点，控制Tmax温度峰值与起始温度的差值；预热时使用焊接烘枪设备对预焊接的T型接头进行焊前预热，预热温度达到80～150℃时记录焊接预热温度，进而实现控制焊前母材表面温度梯度差值。
(2)层间控制：层间温度控制是控制tH阶段温度区间大小，增加层温对焊缝的再热处理能力；焊接过程中通过使用测温枪边测量边焊接，保持焊接操作过程中焊接层间温度控制在350～400℃之间，保证焊接全过程层间金属的温度梯度；
1、打底焊接：打底焊接电流控制在100～140A以内，焊接电压控制在18～20V之内，焊接速度控制在10～25cm/min以内，从而将打底层焊接能量控制在10KJ/CM以下；
2、填充焊接：填充焊接电流控制在200～240A以内，电压控制在22～27V以内，焊接速度控制在25～45cm/min以内，保证填充焊接能量控制在15KJ/CM以下；
3、盖面焊接：盖面焊接电流控制在200～210A以内，电压控制在22～23V以内，焊接速度控制在23～25cm/min以内，保证盖面焊接能量控制在15KJ/CM以下。
(3)后热：后热是减缓Tc阶段温度变换的线率，延长冷却时间，使焊接温度降至室温的时间增长，从而增加焊接粒子再次排列的时间，使应力释放；焊后通过使用焊接保温棉进行焊接区域焊后立即包裹的方法，来降低母材和焊缝温度的冷却速度，进而控制焊后温度梯度变化，降低焊接骤冷度。
(4)打磨：采用陶瓷旋转磨头来进行疲劳节点打磨修型，能够增加构件承受疲劳载荷的能力，增加整机使用寿命。
本发明与现有技术相比，其整体工艺简单合理，通过严格控制焊接过程中的电流、电压、焊接速度和温度，进而控制每层焊道的焊接线能量，焊接过程控制精度高，减少材料消耗，能够确保焊缝融合区和热影响区的金属晶粒大小从而提高承载能力，有效提高焊接结构的疲劳使用寿命和焊缝承载能力，并且有效规避对工人素质要求高的弊端，降低操作人员劳动强度，操作过程安全可靠，应用效果友好，市场前景广阔。
附图说明：
图1为本发明的预焊接T型接头主体结构原理示意图。
图2为本发明的焊接热循环的主要参数示意图。
具体实施方式：
下面通过实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例1：
如图所示，本实施例涉及的T型接头焊接方法，其工艺步骤包括：
(1)预热：使用焊接烘枪设备对预焊接的T型接头进行焊前预热，预热温度达到120℃时记录焊接预热温度。
(2)层间控制：焊接过程中通过使用测温枪边测量边焊接，保持焊接操作过程中焊接层间温度控制在380℃；
1、打底焊接：打底焊接电流控制在120A，焊接电压控制在20V，焊接速度控制在20cm/min，打底层焊接能量能够达到7.2KJ/CM；
2、填充焊接：填充焊接电流控制在200A，电压控制在22V，焊接速度控制在25cm/min，填充焊接能量能够达到在106KJ/CM；
3、盖面焊接：盖面焊接电流控制在200A，电压控制在23V，焊接速度控制在24cm/min，盖面焊接能量达到11.5KJ/CM。
(3)后热：焊后通过使用焊接保温棉进行焊接区域焊后立即包裹，降低母材和焊缝温度的冷却速度，控制焊后温度梯度变化，降低焊接骤冷度。
(4)打磨：采用陶瓷旋转磨头来进行疲劳节点打磨修型，能够增加构件承受疲劳载荷的能力，增加整机使用寿命。
实施例2～4：
本实施例2～4的染色工艺与实施例1相同，不同之处在于填充焊接与盖面焊接时的电流、电压和焊接速度不同，具体见表1所列各项，其各实施例的焊接效果均达到发明目的的要求，节约材料约10％，节约工时约30％。
表1：
Figure DEST_PATH_IMAGE001

Claims (1)

1.一种泵车T型接头焊接方法，其特征在于，工艺步骤包括：
(1)预热：预热是控制焊接起始温度点，控制Tmax温度峰值与起始温度的差值；预热时使用焊接烘枪设备对预焊接的T型接头进行焊前预热，预热温度达到80～150℃时记录焊接预热温度，进而实现控制焊前母材表面温度梯度差值；
(2)层间控制：层间温度控制是控制tH阶段温度区间大小，增加层温对焊缝的再热处理能力；焊接过程中通过使用测温枪边测量边焊接，保持焊接操作过程中焊接层间温度控制在350～400℃之间，保证焊接全过程层间金属的温度梯度；
1、打底焊接：打底焊接电流控制在100～140A以内，焊接电压控制在18～20V之内，焊接速度控制在10～25cm/min以内，从而将打底层焊接能量控制在10KJ/CM以下；
2、填充焊接：填充焊接电流控制在200～240A以内，电压控制在22～27V以内，焊接速度控制在25～45cm/min以内，保证填充焊接能量控制在15KJ/CM以下；
3、盖面焊接：盖面焊接电流控制在200～210A以内，电压控制在22～23V以内，焊接速度控制在23～25cm/min以内，保证盖面焊接能量控制在15KJ/CM以下；
(3)后热：后热是减缓Tc阶段温度变换的线率，延长冷却时间，使焊接温度降至室温的时间增长，从而增加焊接粒子再次排列的时间，使应力释放；焊后通过使用焊接保温棉进行焊接区域焊后立即包裹的方法，来降低母材和焊缝温度的冷却速度，进而控制焊后温度梯度变化，降低焊接骤冷度；
(4)打磨：采用陶瓷旋转磨头来进行疲劳节点打磨修型，能够增加构件承受疲劳载荷的能力，增加整机使用寿命。
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