CN115846821A - 一种舾装管系预制焊接工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明一种舾装管系预制焊接新工艺，属于焊接领域，包括以下步骤：S1:开启焊机电源，检查CO2气体、送丝轮，清理枪嘴焊渣；S2:根据舾装管系不同的焊接位置、坡口间隙大小和厚度调节相应的焊接参数，包括电流、电压、气体流量、焊接速度、焊丝直径参数；S3：采用实心焊丝对舾装管系进行打底焊接；S4：对打底焊接的舾装管系，进行填充盖面焊接；采用实心焊丝CO2气体保护焊打底和采用自动药芯CO2气体保护焊填充盖面的焊接新工艺，研究采用焊接小车的自动焊接条件下的焊接工艺参数，为自动焊接工艺的广泛应用奠定基础。
Description
技术领域
本发明属于全自动化领域，涉及一种舾装管系预制焊接工艺。
背景技术
船舶舾装管子对接焊缝大部分采用人工手动焊接作业，使用手工氩弧焊打底+手工二氧化碳气体保护焊填充盖面(简称GTAM+FCAW)，这种采用传统工艺的焊接方式对人员技能要求较高、焊接效率低、劳动强度大，人工作业时间长，随着疲劳程度的出现焊接质量会下滑。
船舶舾装管子焊接工艺在焊接效率、焊接质量方面有待完善，从生产实际需要出发，不断改善和优化操作流程、提高焊接质量和使用安全性能，满足社会发展需求。
管线焊接的作业场地不固定，对焊接施工工艺提出了较高的要求，管线焊接工艺技术要求设备操作灵活，保证设备的基本性能，焊接效率高，随着管线外形及尺寸规格及作业场地变化而变化，才能达到预期的效果。因此焊接施工应该对焊机条件进行全面覆盖，对人员、材料、技术等都有较高要求，必须保持各个方面的高水准。
目前预制管子对接环焊缝焊接工艺均为手工焊接工艺，该工艺疲劳强度大，焊缝的质量不稳定，生产效率较低，不能满足舾装管子焊接的生产要求，为解决上述问题，
发明内容
为了解决目前预制管子对接环焊缝焊接工艺均为手工焊接工艺，该工艺疲劳强度大，焊缝的质量不稳定，生产效率较低，不能满足舾装管子焊接的生产要求问题，本发明提供本发明采用的技术方案是：一种舾装管系预制焊接新工艺：包括以下步骤：
S1:开启焊机电源，检查CO2气体、送丝轮，清理枪嘴焊渣；
S2:根据舾装管系不同的焊接位置、坡口间隙大小和厚度调节相应的焊接参数，包括电流、电压、气体流量、焊接速度、焊丝直径参数；
S3：采用实心焊丝对舾装管系进行打底焊接；
S4：对打底焊接的舾装管系，进行填充盖面焊接。
进一步地：所述打底焊接采用二氧化碳保护焊。
进一步地：所述填充盖面焊接采用工件转动，滚动焊接，具体过程如下：
焊接小车与转胎配合使用，焊接小车与转胎相对运动，焊接小车不动，转胎带动工件旋转；
转胎带动管件旋转，调整好焊枪与工件位置：即：焊枪对准焊缝；
依据工艺调节焊接参数，转胎带动管件旋转，焊枪点火，焊枪摆动，工件转动，进行摆动焊接；待焊接一圈结束后，清理焊道焊渣，再以此类推焊接下一层，直至整道焊缝焊接结束。
进一步地：所述填充盖面焊接采用工件固定不动，焊接小车转动进行焊接，具体过程如下：
工件固定在支架上，焊接小车将放置在管件外壁上，通过小车磁轮固定，系好焊接小车的安全扣，依据工艺调节焊接参数，调整焊枪摆幅以及与坡口的位置，即通过焊接小车设置焊枪摆幅，焊枪焊丝对准焊缝的坡口；
小车自6:00位置起弧上行焊接至12：00位置熄弧，在此过程中通过操作盒的手动调节按键调节焊枪摆动位置以适应焊口不均匀及小车偏移带来的误差影响；焊接后，清理焊渣，打磨起弧和熄弧点成楔形，再在下方原起弧点楔形焊道上起弧另一侧上行焊接至原收弧点楔形焊道后熄弧，清理焊道，以此类推焊接下一层，直至整道焊缝焊接结束。
进一步地：所述焊接采用采用二氧化碳保护焊。
进一步地：所述打底焊接采用如下顺序：时钟12:00位置至时钟3:00位置至时钟6:00位置或时钟12:00至时钟9:00位置至时钟6:00位置。
本发明提供的一种舾装管系预制焊接工艺，采用自动化焊接新生产工艺，采用实心焊丝CO2气体保护焊打底和采用自动药芯CO2气体保护焊填充盖面(简称GMAW(STT)+AUTOFCAW)的焊接新工艺，研究采用焊接小车的自动焊接条件下的焊接工艺参数，为自动焊接工艺的广泛应用奠定基础。提高了管线焊接质量和效率，对管线焊接工艺技术进行了深入分析，提出了实心焊丝CO2气体保护焊打底+自动药芯CO2气体保护焊填充盖面(简称GMAW(STT)+AUTOFCAW)的新焊接工艺。
具有以下优点：提高施工效率、提高现场焊接质量、降低人工劳动强度；
过现场工艺试验对比，采用手工二氧化碳气体保护焊打底和自动CO2焊机填充盖面的新焊接工艺(GMAW(STT)+AUTOFCAW)，由质量检验人员对焊缝外观质量进行了检验，由专业无损检测人员进行射线检测，焊接新工艺效率提升的38.01％、焊缝外观质量均符合技术要求，焊缝更均匀，新工艺设备操作简单易用，焊接过程中只需监控设备自动运行即可，焊接作业强度较低，降低了人工劳动强度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是打底焊接位置顺序示意图；
图2是实施例中第一根管子的示意图；
图3是实施例中第二根管子的示意图；
图4(a)是焊缝1/3坡口示意图，(b)是焊缝2/4破口示意图；
图5是焊接完成的Φ273试验管；
图6是焊接完成的Φ325试验管。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合，下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
一种舾装管系预制焊接新工艺，称为：手工二氧化碳气体保护焊打底和自动CO2焊机填充盖面的新焊接工艺(GMAW(STT)+AUTOFCAW)；所述打底采用实心焊丝，填充盖面采用Φ药芯焊丝；
该工艺包括以下步骤：
S1:开启焊机电源，检查CO2气体、送丝轮，清理枪嘴焊渣；
S2:根据舾装管系不同的焊接位置、坡口间隙大小和厚度调节相应的焊接参数，包括电流、电压、气体流量、焊接速度、焊丝直径等参数；
S3：采用实心焊丝对舾装管系进行打底焊接；
S4：对打底焊接的舾装管系，进行填充盖面焊接。
进一步地：所述打底焊接采用二氧化碳保护焊，所述打底焊接采用如下顺序：时钟12:00位置至时钟3:00位置至时钟6:00位置或时钟12:00至时钟9:00位置至时钟6:00位置。
图1是打底焊接位置顺序示意图；
进一步地：所述填充盖面焊接采用工件转动，滚动焊接，所述焊接采用采用二氧化碳保护焊；具体过程如下：
焊接小车与转胎配合使用，焊接小车与转胎相对运动，焊接小车不动，转胎带动工件旋转；
转胎带动管件旋转，调整好焊枪与工件位置：即：焊枪对准焊缝；
依据工艺调节焊接参数，转胎带动管件旋转，焊枪点火，焊枪摆动，工件转动，进行摆动焊接；待焊接一圈结束后，清理焊道焊渣，再以此类推焊接下一层，直至整道焊缝焊接结束。
进一步地：所述填充盖面焊接采用工件固定不动，焊接小车转动进行焊接，所述焊接采用采用二氧化碳保护焊；
具体过程如下：
工件固定在支架上，焊接小车将放置在管件外壁上，通过小车磁轮固定，系好焊接小车的安全扣，依据工艺调节焊接参数，调整焊枪摆幅以及与坡口的位置，即通过焊接小车设置焊枪摆幅，焊枪焊丝对准焊缝的坡口；
小车自6:00位置起弧上行焊接至12：00位置熄弧，在此过程中通过操作盒的手动调节按键调节焊枪摆动位置以适应焊口不均匀及小车偏移带来的误差影响；所述过操作盒有操作面板，有手动按钮调节焊枪摆动位置；所述调节再出现偏移或焊口不均匀时手动调节；
焊接后，清理焊渣，打磨起弧和熄弧点成楔形，再在下方原起弧点楔形焊道上起弧另一侧上行焊接至原收弧点楔形焊道后熄弧，清理焊道，以此类推焊接下一层，直至整道焊缝焊接结束。接至原收弧点楔形焊道后熄弧，清理焊道，以此类推焊接下一层，直至整道焊缝焊接结束。
焊接后清理药皮，检查焊道质量，对存在漏焊、咬边、焊瘤、未焊透等缺陷补焊修理。
自检互检：按照焊接质量标准检查；
专检：对焊接质量进行抽查，对于I级管子的对接焊缝，当管子外径DW≤75mm时，由检验人员指定位置进行X光探伤，抽查数量为10％；当管子外径DW＞75mm时，焊缝100％进行X光探伤。II级管子外径DW≥102mm时由检验人员指定位置进行X光探伤，抽查数量为10％。若有特殊要求，以报验大纲或专属工艺为准。
实施例1
1、试验方案
(1)应用新焊接工艺“GMAW(STT)+AUTOFCAW”分别焊接1道Φ273×9.5mm管子、1道Φ325×12.7mm管子的对接坡口；
(2)应用传统焊接工艺“GTAM+FCAW”分别焊接1道Φ273×9.5mm管子、1道Φ325×12.7mm管子的对接坡口。
图2是实施例中第一根管子的示意图；
图3是实施例中第二根管子的示意图；
图4(a)是焊缝1/3坡口示意图，(b)是焊缝2/4破口示意图；
焊缝1/3使用新焊接工艺“GMAW(STT)+AUTOFCAW”进行焊接；焊缝2/4使用传统焊接工艺“GTAM+FCAW”进行焊接。
焊接后的Φ273×9.5mm管子、Φ325×12.7mm管子各1根，均按照Ⅰ级管要求进行质量检验，并出具相应的检验记录及探伤报告。焊接过程中记录所有焊接人员、设备、材料、工艺参数、现场环境、焊接作业时间等数据信息，最终对比两种焊接工艺进行焊接作业的效率情况、对比焊缝质量情况，验证焊接工艺的可靠性、适用性。
2、试验条件：
焊接作业人员均有资质证件，符合要求；焊接设备及相关测量仪表检验信息，符合要求；焊接试验材料，主要为管材及焊材均符合要求；试验材料由管系制造部备料，并装配好待焊接的Φ273×9.5mm管子、Φ325×12.7mm管子各1根，各焊缝装配精度，符合要求；焊接试验现场设置在管系制造部一区、焊接班组施工现场，符合焊接施工要求；试验中用到的工具、仪器，符合要求。
3、具体焊接试验过程
1)GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接
焊接方法：实心焊丝CO2气体保护焊+自动焊药芯CO2气体保护焊GMAW(STT)+AUTOFCAW；
认可范围：厚度6.4-25.4mm，直径≥273；该焊接工艺适用于试验管件。
2)GTAM+FCAW焊接
焊接方法：手工氩弧焊+手工药芯CO2气体保护焊GTAM+FCAW；
认可范围：厚度3-18mm，直径≥136.5；该焊接工艺适用于试验管件。
每条焊缝进行焊接作业时，记录焊接焊缝信息、焊接人员信息、焊接使用设备信息、具体材料信息、焊接工艺及其具体参数、焊接作业时间等各项信息。
图5是焊接完成的Φ273试验管；图中左侧焊缝采用GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接新工艺，右侧焊缝采用GTAM+FCAW焊接；
图6是焊接完成的Φ325试验管；图中左侧焊缝采用GMAW(STT)+AUTOFCAW焊接新工艺，右侧焊缝采用GTAM+FCAW焊接，
4、试验管件质量及数据分析
焊接完成后，由质量检验人员对焊缝外观质量进行了检验，由专业无损检测人员进行射线检测。
试验管4条焊缝外观质量均符合要求，新工艺GMAW(STT)+AUTOFCAW的焊缝外观比GTAM+FCAW的焊缝更均匀。
射线检测报告显示：新工艺GMAW(STT)+AUTOFCAW的的Φ273×9.5mm
焊缝①、③共12张底片，全部符合标准要求；GTAM+FCAW的焊缝②、④共12张底片，其中3张有气孔，为Ⅲ级，不符合标准要求(人工全位置焊接，底部仰脸焊位置存在焊缝缺陷)。
对比两种焊接工艺的焊接效率、焊接质量、工作强度等数据信息进行分析，两种管型平均效率对比：GMAW+AUTOFCAW焊接工艺比GTAM+FCAW焊接工艺效率提升的38.01％；两种管型平均工作量对比：单位时间GMAW+AUTOFCAW焊接工艺是GTAM+FCAW焊接工艺工作量的1.38倍。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (6)
1.一种舾装管系预制焊接工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1:开启焊机电源，检查CO2气体、送丝轮，清理枪嘴焊渣；
S2:根据舾装管系不同的焊接位置、坡口间隙大小和厚度调节相应的焊接参数，包括电流、电压、气体流量、焊接速度、焊丝直径参数；
S3：采用实心焊丝对舾装管系进行打底焊接；
S4：对打底焊接的舾装管系，进行填充盖面焊接。
2.根据权利要求1所述的一种舾装管系预制焊接工艺，其特征在于：所述打底焊接采用二氧化碳保护焊。
3.根据权利要求1所述的一种舾装管系预制焊接工艺，其特征在于：所述填充盖面焊接采用工件转动，滚动焊接，具体过程如下：
焊接小车与转胎配合使用，焊接小车与转胎相对运动，焊接小车不动，转胎带动工件旋转；
转胎带动管件旋转，调整好焊枪与工件位置：即：焊枪对准焊缝；
依据工艺调节焊接参数，转胎带动管件旋转，焊枪点火，焊枪摆动，工件转动，进行摆动焊接；待焊接一圈结束后，清理焊道焊渣，再以此类推焊接下一层，直至整道焊缝焊接结束。
4.根据权利要求1所述的一种舾装管系预制焊接工艺，其特征在于：所述填充盖面焊接采用工件固定不动，焊接小车转动进行焊接，具体过程如下：
工件固定在支架上，焊接小车将放置在管件外壁上，通过小车磁轮固定，系好焊接小车的安全扣，依据工艺调节焊接参数，调整焊枪摆幅以及与坡口的位置，即通过焊接小车设置焊枪摆幅，焊枪焊丝对准焊缝的坡口；
小车自6:00位置起弧上行焊接至12：00位置熄弧，在此过程中通过操作盒的手动调节按键调节焊枪摆动位置以适应焊口不均匀及小车偏移带来的误差影响；焊接后，清理焊渣，打磨起弧和熄弧点成楔形，再在下方原起弧点楔形焊道上起弧另一侧上行焊接至原收弧点楔形焊道后熄弧，清理焊道，以此类推焊接下一层，直至整道焊缝焊接结束。
5.根据权利要求3或4所述的一种舾装管系预制焊接工艺，其特征在于：所述焊接采用采用二氧化碳保护焊。
6.根据权利要求1所述的一种舾装管系预制焊接工艺，其特征在于：所述打底焊接采用如下顺序：时钟12:00位置至时钟3:00位置至时钟6:00位置或时钟12:00至时钟9:00位置至时钟6:00位置。
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