CN113351965A - 一种不锈钢中厚板的焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种不锈钢中厚板的焊接工艺，属于焊接技术领域。它解决了现有不锈钢中厚板焊接的焊丝成本较高的问题。本不锈钢中厚板的焊接工艺，该焊接工艺包括以下步骤：步骤A：机加工板材的坡口和钝边，清理打磨板材，以对接的形式组对板材，采用点焊使板材定位；步骤B：采用K‑TIG进行正面打底焊接，通过K‑TIG的大电流将钝边不加焊丝自熔；步骤C：采用埋弧焊对两钝边之间的根部间隙进行正面盖面；步骤D：采用埋弧焊对坡口区域进行背面填充；步骤E：采用埋弧焊对坡口区域进行背面填充，然后采用埋弧焊对坡口区域进行背面盖面。本不锈钢中厚板的焊接工艺具有降低焊丝成本的优点。

Description

一种不锈钢中厚板的焊接工艺

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种不锈钢中厚板的焊接工艺。

背景技术

中厚板对接拼焊是压力容器及钢结构产品生产制造过程中的重要环节，这种类型焊缝传统的焊接方法一般采用单V或X型坡口，使用手弧焊或气保焊打底，正面进行埋弧焊焊接后，背面通过碳气刨清根，磨光机打磨氧化渣，然后再进行正面埋弧焊焊接，采用这种方式生产焊接效率低。

针对以上存在的问题，人们做出各式各样的改进，有的还申请了专利，例如中国专利文献资料公开了一种中厚板X型坡口不清根焊接工艺[申请号：201410587645.X；授权公告号：CN104493342B]，该工艺主要采用背面不清根的情况下使用埋弧焊进行焊接，其中中厚板X型坡口不清根焊接工艺步骤包括：A、焊前切割及装配；B、正面打底焊；C、正面小电流埋弧焊；D、背面焊接；E、剩余填充与盖面焊道，本中厚板X型坡口不清根焊接工艺方法适合于焊接10mm以上的焊缝。

该种方式的焊接工艺，对坡口的质量、装配间隙、错边量、表面粗糙度的差异变化不敏感，适用于实际生产。但是该种方式的焊接工艺，在正面打底焊时，采用实芯焊丝气保焊/焊条电弧焊/氩弧焊进行焊接，使用φ1.2mm的实芯焊丝，打底焊时，为了使两张板材尽可能的焊接粘合，焊接速度为150-250mm/min，焊接的速度慢，需要使用的焊丝数量相对较多，焊丝成本较高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中存在的上述问题，提出了一种不锈钢中厚板的焊接工艺，解决的技术问题是如何降低焊丝成本。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于,该焊接工艺包括以下步骤：

步骤A：机加工板材的坡口和钝边，清理打磨板材，以对接的形式组对板材，两板材之间的间隙呈Y形，控制板材的组对间隙和错边量，采用点焊使板材定位，板材以具有钝边的一侧为正面，具有坡口的一侧为背面；

步骤B：采用K-TIG进行正面打底焊接，背面进行氩气保护，K-TIG焊接电流为360-420A，通过K-TIG的大电流将钝边不加焊丝自熔；

步骤C：采用埋弧焊对两钝边之间的根部间隙进行正面盖面，焊接电流为350-400A；

步骤D：采用埋弧焊对坡口区域进行背面填充，焊接电流为420-480A，该埋弧焊对K-TIG打底焊接时背面未焊透与未融合等缺陷进行融合；

步骤E：采用埋弧焊对坡口区域进行背面填充，然后采用埋弧焊对坡口区域进行背面盖面，焊接电流为420-480A。

本焊接工艺适用于两板材组对后间隙是Y形的产品，K-TIG是深熔氩弧焊，K-TIG是一种无需焊丝的焊接方法，埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，埋弧焊是一种需要焊丝的焊接方法。焊接前，对板材进行组对，通过点焊定位，然后步骤B通过K-TIG进行第一步焊接，通过K-TIG的大电流将钝边不加焊丝自熔，即两块板材的钝边自身直接熔化，同时坡口靠近钝边的位置也被熔化，两块板材通过自身熔化部分直接相焊接，无需使用焊丝，降低焊丝使用量，降低焊丝成本。随后步骤C采用埋弧焊进行第二步焊接，对两钝边之间的根部间隙进行正面盖面，由于通过K-TIG进行第一步正面打底焊接，正面焊接质量是人为可控的，背面的焊接质量是不可控的，打底焊缝的正面基本上是没有缺陷的，因此可以直接在正面打底焊缝上采用埋弧焊进行第二步焊接，无需对K-TIG打底焊缝的正面进行碳弧气刨清根和磨光机打磨氧化渣，提高焊接效率；第二步焊接埋弧焊的焊接电流为350-400A，焊接电流相对较小，通过小电流焊接，增加K-TIG打底焊的焊缝厚度，同时小电流焊接，防止该埋弧焊将K-TIG打底焊的焊缝焊穿；而如果将第二步焊接放置在坡口处的背面时，当焊接电流较小时，存在无法融合K-TIG打底焊时背面未焊透与未融合等缺陷，当焊接电流较大时，存在将K-TIG打底焊缝焊穿的问题。再步骤D采用埋弧焊进行第三步焊接，对坡口区域进行背面填充，焊接电流为420-480A，由于第二步焊接正面盖面后增加了焊缝的厚度，因此不会将K-TIG打底焊缝焊穿，通过加大的焊接电流对K-TIG焊接时背面未焊透与未融合等缺陷进行融合，提高焊接质量。最后步骤E采用埋弧焊进行第四步焊接的背面填充和第五步焊接的背面盖面，焊接电流为420-480A，相对较大，保证焊接无缺陷，提高焊接质量。

在上述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺中，所述步骤A中，所述板材坡口的角度为65±5°，钝边的高度为0.5-4mm，组对间隙为0.2-1mm，错边量小于等于1.5mm。选择合适的参数，来提高中厚板的焊接质量，错边量是指焊缝错位幅度的大小。

在上述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺中，所述步骤B中，K-TIG的焊接电压12-19V。

在上述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺中，所述步骤C中，埋弧焊采用的焊丝规格φ3.2mm，焊接电压33-38V，焊接速度30-40cm/min。钝边之间的根部间隙进行正面盖面，根部间隙的宽度较小，使用的焊丝规格可以相对较小。

在上述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺中，所述步骤D中，埋弧焊采用的焊丝规格φ4.0mm，焊接电压33-38V，焊接速度30-40cm/min。坡口处的区域相对较大，可以使用相对较大的焊丝规格。

在上述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺中，所述步骤E中，埋弧焊采用的焊丝规格φ4.0mm，焊接电压33-38V，焊接速度30-40cm/min。坡口处的区域相对较大，可以使用相对较大的焊丝规格。

在上述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺中，所述步骤E中，采用埋弧焊对坡口区域进行背面填充的次数在1-2次之间。根据实际需要，选择背面填充的次数，只要将坡口处的区域填充满即可。

与现有技术相比，本发明提供的一种不锈钢中厚板的焊接工艺具有以下优点：

1、本不锈钢中厚板的焊接工艺采用K-TIG进行正面打底焊接，通过K-TIG的大电流将钝边以及靠近钝边的坡口不加焊丝自熔，使两块板材通过自身熔化的部分直接相焊接，无需使用焊丝，降低焊丝使用量，降低焊丝成本。

2、本不锈钢中厚板的焊接工艺通过K-TIG进行正面打底焊接，正面焊缝无缺陷，无需对K-TIG打底焊缝的正面进行碳弧气刨清根和磨光机打磨氧化渣，可直接通过埋弧焊进行正面盖面，提高焊接效率。

3、本不锈钢中厚板的焊接工艺通过小电流埋弧焊正面盖面后增加打底焊缝的厚度，因此K-TIG打底焊缝的背面可以通过加大电流的埋弧焊进行背面填充，大电流背面填充对K-TIG焊接时背面未焊透与未融合等缺陷进行融合，提高焊接质量。

附图说明

图1是本焊接工艺板材的剖视图以及焊接顺序示意图。

图中，1、板材；2、坡口；3、钝边；4、根部间隙。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1所示，图中焊接顺序Ⅰ表示步骤B中的K-TIG打底焊接，焊接顺序Ⅱ表示步骤C中的埋弧焊正面盖面，焊接顺序Ⅲ表示步骤D中的埋弧焊背面填充，焊接顺序Ⅳ表示步骤E中的埋弧焊背面填充，焊接顺序Ⅴ表示步骤E中的埋弧焊背面盖面。

不锈钢中厚板的焊接工艺，该焊接工艺包括以下步骤：

步骤A：机加工板材1的坡口2和钝边3，清理打磨板材1，以对接的形式组对板材1，两板材1之间的间隙呈Y形，两板材1分别为封头与筒体，板材1由不锈钢材料制成，控制板材1的组对间隙和错边量，采用手工氩弧焊进行点焊使板材1定位，板材1以具有钝边3的一侧为正面，具有坡口2的一侧为背面。本实施例中，板材1坡口2的角度为65°，钝边3的高度为4mm，组对间隙为0.5mm，错边量为1mm，在实际生产中，板材1坡口2的角度可以为60°或者70°，钝边3的高度可以为0.5mm或者3mm，组对间隙可以为0.2mm或者1mm，错边量可以为0.5mm或者1.5mm。

步骤B：采用K-TIG进行正面打底焊接，背面进行氩气保护，通过K-TIG的大电流将钝边3不加焊丝自熔，同时靠近钝边3的坡口2也被自熔，本实施例中，K-TIG焊接电流为390A，K-TIG的焊接电压16V，在实际生产中，K-TIG焊接电流可以为360A或者420A，K-TIG的焊接电压可以为12V或者19V。

步骤C：采用埋弧焊对两钝边3之间的根部间隙4进行正面盖面，焊丝规格φ3.2mm，本实施例中，焊接电流为380A，焊接电压36V，焊接速度35cm/min，在实际生产中，焊接电流可以为350A或者400A，焊接电压33V或者38V，焊接速度可以为30cm/min或者40cm/min。

步骤D：采用埋弧焊对坡口2区域进行背面填充，焊丝规格φ4.0mm，本实施例中，焊接电流为450A，焊接电压36V，焊接速度35cm/min，加大的焊接电流对K-TIG打底焊接时背面未焊透与未融合等缺陷进行融合，在实际生产中，焊接电流可以为420A或者480A，焊接电压可以为33V或者38V，焊接速度可以为30cm/min或者40cm/min。

步骤E：采用埋弧焊对坡口2区域进行背面填充，然后采用埋弧焊对坡口2区域进行背面盖面，焊丝规格φ4.0mm，本实施例中，埋弧焊进行背面填充和背面盖面时的焊接电流均为450A，焊接电压36V，焊接速度35cm/min，背面填充的次数为一次，在实际生产中，焊接电流可以为420A或者480A，焊接电压可以为33V或者38V，焊接速度可以为30cm/min或者40cm/min，背面填充的次数可以为两次。

焊接前，先对板材1进行加工，加工成符合要求的焊接板材1。焊接时，如图1所示，先通过K-TIG进行正面打底焊接，形成图1中的焊接顺序Ⅰ，再通过埋弧焊对两钝边3之间的根部间隙4进行正面盖面，形成图1中的焊接顺序Ⅱ，然后通过埋弧焊对坡口2区域进行背面填充，形成图1中的焊接顺序Ⅲ，接着通过埋弧焊对坡口2区域进行背面填充，形成图1中的焊接顺序Ⅳ，最后采用埋弧焊对坡口2区域进行背面盖面，形成图1中的焊接顺序Ⅴ。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了板材1、坡口2、钝边3、根部间隙4等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于,该焊接工艺包括以下步骤：

步骤A：机加工板材(1)的坡口(2)和钝边(3)，清理打磨板材(1)，以对接的形式组对板材(1)，两板材(1)之间的间隙呈Y形，控制板材(1)的组对间隙和错边量，采用点焊使板材(1)定位，板材(1)以具有钝边(3)的一侧为正面，具有坡口(2)的一侧为背面；

步骤B：采用K-TIG进行正面打底焊接，背面进行氩气保护，K-TIG焊接电流为360-420A，通过K-TIG的大电流将钝边(3)不加焊丝自熔；

步骤C：采用埋弧焊对两钝边(3)之间的根部间隙(4)进行正面盖面，焊接电流为350-400A；

步骤D：采用埋弧焊对坡口(2)区域进行背面填充，焊接电流为420-480A，该埋弧焊对K-TIG打底焊接时背面未焊透与未融合等缺陷进行融合；

步骤E：采用埋弧焊对坡口(2)区域进行背面填充，然后采用埋弧焊对坡口(2)区域进行背面盖面，焊接电流为420-480A。

2.根据权利要求1所述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤A中，所述板材(1)坡口(2)的角度为65±5°，钝边(3)的高度为0.5-4mm，组对间隙为0.2-1mm，错边量小于等于1.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤B中，K-TIG的焊接电压12-19V。

4.根据权利要求1或2所述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤C中，埋弧焊采用的焊丝规格φ3.2mm，焊接电压33-38V，焊接速度30-40cm/min。

5.根据权利要求1或2所述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤D中，埋弧焊采用的焊丝规格φ4.0mm，焊接电压33-38V，焊接速度30-40cm/min。

6.根据权利要求1或2所述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤E中，埋弧焊采用的焊丝规格φ4.0mm，焊接电压33-38V，焊接速度30-40cm/min。

7.根据权利要求1或2所述的一种不锈钢中厚板的焊接工艺，其特征在于，所述步骤E中，采用埋弧焊对坡口(2)区域进行背面填充的次数在1-2次之间。

Images