CN113510350B - 一种薄板埋弧焊接参数评定方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其包括如下步骤：S1、根据薄板的厚度T得到焊接电流I、电弧电压U和焊接速度V；S2、根据所述焊接电流I、所述电弧电压U和所述焊接速度V，得到焊接对应薄板的热输入量K，K＝(I×U×60)/V；S3、确定对应板厚的所述薄板的焊接参数的覆盖范围：所述焊接电流的覆盖范围(1‑a％)I‑(1+a％)I，所述电弧电压的覆盖范围为(1‑b％)U‑(1+b％)U，所述热输入量的覆盖范围为(1‑d％)K‑(1+d％)K；S4、确定所述焊接速度的覆盖范围。本发明有效评定薄板埋弧焊接的参数，从而形成船级社的焊接参数标准指导焊工进行焊接，降低对经验的要求，保证薄板埋弧焊拼板焊接质量。

Description

一种薄板埋弧焊接参数评定方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种薄板埋弧焊接参数评定方法。

背景技术

船舶行业进行焊接工艺评定文件编制过程时，焊接参数的覆盖范围基本都是根据船级社规范和相关标准的要求，或者根据编制人员的经验进行确认，焊接工艺评定覆盖范围内的焊接参数是否能完全满足焊接要求没有专门的验证方法，焊工只能凭经验判断焊接参数是否适用，这就增加了焊缝质量的不确定性，影响焊缝的质量、力学性能和使用性能，特别在焊工经验不足的情况下。

薄板(板厚在6mm及以下)埋弧焊拼板基本都是采用双面单道焊接，如果焊接工艺评定所覆盖的焊接参数范围内的焊接参数(焊接电流、电弧电压、焊接速度)不适用，就会导致焊缝产生未焊透、焊穿等严重缺陷，严重影响薄板拼板焊接质量。

对于薄板埋弧焊拼板，焊工为了减少焊接变形，倾向于使用较小焊接热输入量对应的焊接参数焊接，易导致薄板埋弧焊拼板焊缝没有足够的熔深而产生未焊透缺陷，同时较快的冷却速度使焊缝金属在冷却凝固过程中气体无法完全逸出而导致产生气孔缺陷，严重影响薄板焊接质量和使用安全性。

因此，需要一种薄板埋弧焊接参数评定方法来解决上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄板埋弧焊接参数评定方法，能够有效评定薄板埋弧焊接的参数，从而形成船级社的焊接参数标准指导焊工进行焊接，保证薄板埋弧焊拼板焊接质量。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种薄板埋弧焊接参数评定方法，包括如下步骤：

S1、根据薄板的厚度T得到焊接电流I、电弧电压U和焊接速度V；

S2、根据所述焊接电流I、所述电弧电压U和所述焊接速度V，得到焊接对应薄板的热输入量K，K＝(I×U×60)/V；

S3、确定对应板厚的所述薄板的焊接参数的覆盖范围：所述焊接电流的覆盖范围(1-a％)I-(1+a％)I，所述电弧电压的覆盖范围为(1-b％)U-(1+b％)U，所述热输入量的覆盖范围为(1-d％)K-(1+d％)K；

S4、根据所述焊接电流的上限值、所述电弧电压的上限值和所述热输入量的上限值计算得到最小焊接速度V1，将所述焊接电流的下限值、所述电弧电压的下限值和所述热输入量的下限值计算得到最大焊接速度V2，从而确定所述焊接速度的覆盖范围；

还包括对所述焊接参数进行验证，包括如下步骤：

S5、按照所述薄板的厚度T的覆盖范围0.7T-1.1T，准备最小板厚为0.7T的两块第一试板，和最大板厚为1.1T的两块第二试板，将两块所述第一试板平行间隔设置，将两块所述第二试板平行间隔设置，两块所述第一试板之间的间距不大于1mm，两块所述第二试板之间的间距不大于1mm，根据对所述第一试板的焊缝的检测结果和对所述第二试板的焊缝的检查结果结合焊接φ2.5mm埋弧焊的焊接电流I与熔深h的经验数据和公式对焊接参数进行优化调整，其中，熔深h与焊接电流I的经验公式为：

h＝I/100×(0.21+0.00176×I)；

S6、按照热输入量的最小值对两块所述第一试板的正反面进行焊接，按照热输入量的最大值对两块所述第二试板的正反面进行焊接；

S7、对两块所述第一试板的焊缝进行检查，对两块所述第二试板的焊缝进行检查。

进一步地，所述步骤S1中根据经验数据确定所述焊接电流I、所述电弧电压U和所述焊接速度V。

进一步地，所述步骤S3中，根据船级社规范规定所述焊接参数的覆盖范围。

进一步地，所述步骤S6中，对所述第一试板进行焊接时，正面从所述第一试板的第一侧开始焊接，至距离与所述第一侧相对的第二侧设定距离停止焊接，反面从所述第一试板的第二侧开始焊接，至距离第一侧设定距离停止焊接。

进一步地，对两块所述第一试板的焊缝检查包括对所述第一试板的焊缝进行宏观金相试验。

进一步地，所述步骤S7中，包括对所述第一试板的焊缝的重叠位置进行射线探伤。

进一步地，所述第一试板的焊缝的重叠位置的深度大于2mm。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种薄板埋弧焊接参数评定方法，根据板厚获得焊接电流I、电弧电压U和焊接速度V，然后，计算得到对应板厚的薄板的热输入量，确定对应板厚的所述薄板的焊接参数的覆盖范围，在此范围内，计算得到最大焊接速度和最小焊接速度，从而得到焊接速度的覆盖范围，在焊接参数的覆盖范围内选取焊接电流、电弧电压和焊接速度即可对薄板进行焊接。通过上述方式，能够有效评定薄板埋弧焊接的参数，从而形成船级社的焊接参数标准指导焊工进行焊接，降低对经验的要求，保证薄板埋弧焊拼板焊接质量。

附图说明

图1是本发明一种薄板埋弧焊接参数评定方法的流程图；

图2是本发明一种薄板埋弧焊接参数评定方法中对第一试板焊接形成的焊缝的示意图；

图3是图2中A-A处的视图；

图4是图2中B-B处的视图；

图5是图2中C-C处的视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，需要说明的是，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；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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了能够有效评定薄板埋弧焊接的参数，从而形成船级社的焊接参数标准指导焊工进行焊接，保证薄板埋弧焊拼板焊接质量，如图1-图5所示，本发明提供一种薄板埋弧焊接参数评定方法。本薄板埋弧焊接参数评定方法包括如下步骤：

S1、根据薄板的厚度T得到焊接电流I、电弧电压U和焊接速度V；

S2、根据焊接电流I、电弧电压U和焊接速度V，得到焊接对应薄板的热输入量K，K＝(I×U×60)/V，其中，I单位：A，U单位：V,V单位：mm/min，K单位：KJ/mm；

S3、确定对应板厚的薄板的焊接参数的覆盖范围：焊接电流的覆盖范围(1-a％)I-(1+a％)I，电弧电压的覆盖范围为(1-b％)U-(1+b％)U，热输入量的覆盖范围为(1-d％)K-(1+d％)K；在焊接中，焊接的热输入量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，所以热输入量的范围是确定不可变动的。在AWS D1.1标准里焊接电流、电弧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标准要求，焊接速度为一个可调整范围的参数。

S4、根据焊接电流的上限值、电弧电压的上限值和热输入量的上限值计算得到最小焊接速度V1，将焊接电流的下限值、电弧电压的下限值和热输入量的下限值计算得到最大焊接速度V2，从而确定焊接速度的覆盖范围。

通过计算得到焊接参数的覆盖范围，在焊接参数的覆盖范围内选取焊接电流、电弧电压和焊接速度即可对薄板进行焊接。通过上述方式，能够有效评定薄板埋弧焊接的参数，从而形成船级社的焊接参数标准指导焊工进行焊接，降低对经验的要求，保证薄板埋弧焊拼板焊接质量。

进一步地，步骤S1中根据经验数据确定焊接电流I、电弧电压U和焊接速度V。通过利用船厂的有经验的焊工的使用的参数，保证焊接参数选取的准确性，再通过计算得到合适的焊接参数覆盖范围指导对薄板的焊接。

进一步地，步骤S3中，根据船级社规范规定焊接参数的覆盖范围，通过各级船级社的规范可以形成针对本船级社的特殊的设计要求。

进一步地，本薄板埋弧焊接参数评定方法还包括对焊接参数进行验证，包括如下步骤：

S5、按照薄板的厚度T的覆盖范围0.7T-1.1T，准备最小板厚为0.7T的两块第一试板，和最大板厚为1.1T的两块第二试板，将两块第一试板平行间隔设置，将两块第二试板平行间隔设置；

S6、按照热输入量的最小值对两块第一试板的正反面进行焊接，按照热输入量的最大值对两块第二试板的正反面进行焊接；

S7、对两块第一试板的焊缝进行检查，对两块第二试板的焊缝进行检查。

通过在板厚覆盖范围内对第一试板和第二试板进行焊接，并对焊接的焊缝进行检查，从而对焊接参数的覆盖范围进行校验和修正，进一步保证焊接参数的准确性。

进一步地，两块第一试板之间的间距不大于1mm，两块第二试板之间的间距不大于1mm。通过上述设置，便于对第一试板和第二试板进行焊接，而且真实地反应施工现场的焊接。

进一步地，步骤S6中，对第一试板进行焊接时，正面从第一试板的第一侧开始焊接，至距离与第一侧相对的第二侧设定距离停止焊接，反面从第一试板的第二侧开始焊接，至距离第一侧设定距离停止焊接。通过上述方式，便于对第一试板的正面的焊缝、反面的焊缝，以及正反面焊缝之间的重叠位置进行宏观金相试验。同样地，对第二试板也采用同样的方式进行焊接。

进一步地，步骤S7中，包括对第一试板的焊缝的重叠位置进行射线探伤。以检测重叠位置的焊缝的内部质量是否满足要求，如果不满足要求，需要对焊接参数进行调整。

进一步地，第一试板的焊缝的重叠位置的深度大于2mm。重叠位置的深度大于2mm才能够满足焊接的要求。

进一步地，根据对第一试板的焊缝的检测结果和对第二试板的焊缝的检查结果结合焊接φ2.5mm埋弧焊的焊接电流I与熔深h的经验数据和公式对焊接参数进行优化调整，其中，熔深h与焊接电流I的经验公式为：

h＝I/100×(0.21+0.00176×I)。

通过焊接电流I与熔深h的经验数据和公式对焊接参数进行优化调整，在保证焊缝质量的前提下提高焊缝成型，适当降低热输入量，减少焊接变形。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据薄板的厚度T得到焊接电流I、电弧电压U和焊接速度V；

S2、根据所述焊接电流I、所述电弧电压U和所述焊接速度V，得到焊接对应薄板的热输入量K，K＝(I×U×60)/V；

S3、确定对应板厚的所述薄板的焊接参数的覆盖范围：所述焊接电流的覆盖范围(1-a％)I-(1+a％)I，所述电弧电压的覆盖范围为(1-b％)U-(1+b％)U，所述热输入量的覆盖范围为(1-d％)K-(1+d％)K；

S4、根据所述焊接电流的上限值、所述电弧电压的上限值和所述热输入量的上限值计算得到最小焊接速度V1，将所述焊接电流的下限值、所述电弧电压的下限值和所述热输入量的下限值计算得到最大焊接速度V2，从而确定所述焊接速度的覆盖范围；

还包括对所述焊接参数进行验证，包括如下步骤：

S5、按照所述薄板的厚度T的覆盖范围0.7T-1.1T，准备最小板厚为0.7T的两块第一试板，和最大板厚为1.1T的两块第二试板，将两块所述第一试板平行间隔设置，将两块所述第二试板平行间隔设置，两块所述第一试板之间的间距不大于1mm，两块所述第二试板之间的间距不大于1mm，根据对所述第一试板的焊缝的检测结果和对所述第二试板的焊缝的检查结果结合焊接φ2.5mm埋弧焊的焊接电流I与熔深h的经验数据和公式对焊接参数进行优化调整，其中，熔深h与焊接电流I的经验公式为：

h＝I/100×(0.21+0.00176×I)；

S6、按照热输入量的最小值对两块所述第一试板的正反面进行焊接，按照热输入量的最大值对两块所述第二试板的正反面进行焊接；

S7、对两块所述第一试板的焊缝进行检查，对两块所述第二试板的焊缝进行检查。

2.根据权利要求1所述的一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其特征在于，所述步骤S1中根据经验数据确定所述焊接电流I、所述电弧电压U和所述焊接速度V。

3.根据权利要求1所述的一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其特征在于，所述步骤S3中，根据船级社规范规定所述焊接参数的覆盖范围。

4.根据权利要求1所述的一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其特征在于，所述步骤S6中，对所述第一试板进行焊接时，正面从所述第一试板的第一侧开始焊接，至距离与所述第一侧相对的第二侧设定距离停止焊接，反面从所述第一试板的第二侧开始焊接，至距离第一侧设定距离停止焊接。

5.根据权利要求4所述的一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其特征在于，对两块所述第一试板的焊缝检查包括对所述第一试板的焊缝进行宏观金相试验。

6.根据权利要求1所述的一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其特征在于，所述步骤S7中，包括对所述第一试板的焊缝的重叠位置进行射线探伤。

7.根据权利要求6所述的一种薄板埋弧焊接参数评定方法，其特征在于，所述第一试板的焊缝的重叠位置的深度大于2mm。

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