CN117259913A - 一种用窄间隙全位置tig自动焊工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明属于焊接工艺，具体涉及一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺。一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，包括下述步骤：1)对根部钝边和钝边的底部进行打底焊接；2)对下钝边和坡口进行填充焊接，所述填充焊接为单层多道焊；3)以及对坡口的顶部进行盖面焊接，盖面焊接采用线性焊道或摆动焊道。本发明相对于现有技术具有以下有益效果：窄间隙自动焊工艺的坡口窄，焊接熔敷金属的填充量小，焊接成本相对比较低。焊缝无损、理化检测合格率相对较高。
Description
技术领域
本发明属于焊接工艺，具体涉及一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺。
背景技术
石油化工、核电等工业领域P91管道已被广泛使用，主要应用于发电厂主蒸汽管道，其焊接需求量巨大。目前大直径中厚壁P91材质管道多以手工焊进行焊接作业，作业环境差、作业强度大、焊接合格率较差，全位置自动化焊接较少。
目前，普遍应用的是手工钨极氩弧焊打底+手工焊条电弧焊填充盖面的方法进行大直径中厚壁P91材质管道焊接：氩电联合焊接工艺的坡口宽，焊接熔敷金属的填充量大，焊接消耗材料量是窄间隙自动焊工艺的坡口的2～3倍；氩电联合焊接工艺的焊接合格率较低。手工氩电联焊坡口见图1。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，提高焊接效率、减少填充消耗材料量。
本发明所采用的具体技术方案如下：一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，包括下述步骤：
1)对根部钝边和钝边的底部进行打底焊接；
2)对下钝边和坡口进行填充焊接，所述填充焊接为单层多道焊；
3)以及对坡口的顶部进行盖面焊接，盖面焊接采用线性焊道或摆动焊道。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，在所述的1)中，设定焊接电器的电压峰值的范围为9.5V～11.3V，电流基值的范围为55A～75A，电流峰值的范围为150～170A，焊丝的基值送丝速度为200～300mm/min，焊丝的峰值送丝速度为200～400mm/min，焊接的速度为45～55mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，在所述的2)中，设定焊接电器的电压峰值的范围为11.6～13.4V，电流基值的范围为60A～170A，电流峰值的范围为160～280A，焊丝的基值送丝速度为200～650mm/min，焊丝的峰值送丝速度为200～900mm/min，焊接的速度为49～59mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，在所述的2)中，填充焊道整体采用单层多道焊接方式，根据焊缝宽度不同选用不同的压道层数：焊缝宽度＜11mm时压2道，焊缝宽度≥11mm时压3道。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，在所述的3)中，设定焊接电器的电压峰值的范围为12.1～13.8V，电流基值的范围为130A～150A，电流峰值的范围为220～260A，焊丝的基值送丝速度为350～450mm/min，焊丝的峰值送丝速度为500～700mm/min，焊接的速度为49～59mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，在焊接前和焊接后均须进行热处理。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，焊前预热：焊接前需进行预热，推荐预热温度200～250℃。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，马氏体转变：焊接完成后，焊件温度降至80℃～100℃，保温1h～2h。
如上所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其中，焊后热处理：完成马氏体转变后立即进行焊后热处理，焊后热处理工艺见下表：
焊接热处理升温速度、降温速度：为6250/δ，单位为℃/h，其中δ为焊件厚度，单位为mm，且不大于300℃/h；当壁厚大于100mm时，升温速度、降温速度按60℃/h进行控制；300℃以下不控制升温速度和降温速度。
本发明相对于现有技术具有以下有益效果：窄间隙自动焊工艺的坡口窄，焊接熔敷金属的填充量小，焊接成本相对比较低。焊缝无损、理化检测合格率相对较高。
附图说明
图1手工氩电联焊坡口
图2坡口形式示意图
具体实施方式
使所述管道母材的相对端部形成焊前坡口，所述坡口包括坡口角度(α)限定的下钝边和从下钝边底部突出的根部钝边，根部钝边与坡口交接处为圆角(β)。其中根部钝边高度(H1)的范围为1.8mm～2.2mm，根部钝边宽度(W1)的范围为2.8mm～3.2mm，交界处圆角(β)半径范围为0.8mm～1.2mm，上坡口的顶部宽度(W)的范围为10mm～22mm，坡口角度(α)的范围为5°～7°，组对间隙(W2)的范围为0～1.0mm；管道内镗口宽度(W3)的范围为20mm～30mm。坡口形式示意图见图2。
其中焊接方法包括步骤：
1)对根部钝边和钝边的底部进行打底焊接：
其特征在于，在打底焊接的步骤中，设定焊接电器的电压峰值的范围为9.5V～11.3V，电流基值的范围为55A～75A，电流峰值的范围为150～170A，焊丝的基值送丝速度为200～300mm/min，焊丝的峰值送丝速度为200～400mm/min，焊接的速度为45～55mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
2)对下钝边和坡口进行填充焊接，所述填充焊接为单层多道焊：
其特征在于，在填充焊接的步骤中，设定焊接电器的电压峰值的范围为11.6～13.4V，电流基值的范围为60A～170A，电流峰值的范围为160～280A，焊丝的基值送丝速度为200～650mm/min，焊丝的峰值送丝速度为200～900mm/min，焊接的速度为49～59mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
填充焊道整体采用单层多道焊接方式，根据焊缝宽度不同选用不同的压道层数：焊缝宽度＜11mm时压2道，焊缝宽度≥11mm时压3道。
3)以及对坡口的顶部进行盖面焊接，盖面焊接采用线性焊道或摆动焊道：
其特征在于，在盖面焊接的步骤中，设定焊接电器的电压峰值的范围为12.1～13.8V，电流基值的范围为130A～150A，电流峰值的范围为220～260A，焊丝的基值送丝速度为350～450mm/min，焊丝的峰值送丝速度为500～700mm/min，焊接的速度为49～59mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
其中热处理方法包括步骤：
1)焊前预热：焊接前需进行预热，推荐预热温度200～250℃。
2)马氏体转变：焊接完成后，焊件温度降至80℃～100℃，保温1h～2h。
3)焊后热处理：完成马氏体转变后立即进行焊后热处理，推荐的焊后热处理工艺见下表：
焊接热处理升温速度、降温速度：为6250/δ(单位为℃/h，其中δ为焊件厚度，单位为mm)，且不大于300℃/h；当壁厚大于100mm时，升温速度、降温速度按60℃/h进行控制；300℃以下不控制升温速度和降温速度。
理化试验满足一下要求：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述和说明。
以P91材质φ559×53.98mm管道进行焊接工艺试验，焊接材料选用ER62-B9焊丝φ1.0mm，坡口尺寸和形式如图2所示。
表1列出了窄间隙全位置自动焊焊接工艺的主要规范参数。
参数说明：在进行打底层焊接时，选择的焊接参数相对较小，只要能够保证焊道熔合程度，需两面成形良好。焊接参数为：峰值电流为160A、基值电流为65A；此时的焊接峰值电压为为11.0V；焊接送丝速度的峰值可在200～400mm/min范围内选择、焊接送丝速度的基值可以在200～300mm/min范围内选择、此时的焊接速度为64mm/min。对于保护气体的流量正面在60～70L/min，背面保护保护气体流量可在5～30L/min范围选择，保护气体的流量根据焊缝正面背面保护情况选定。
为了保证侧壁良好的熔合，填充焊道皆为单层多道焊，焊接过程中需要增加基值和峰值的电流和电压。
1)当焊接到第四层时，焊接参数为：焊接电流的峰值达到260A、焊接电流的基值为140A；焊接电压的峰值达到12.1V；送丝速度的峰值为700mm/min、基值为600mm/min；焊接速度68mm/min。
2)当焊接到第十七层时，焊接参数为：焊接电流的峰值达到280A、焊接电流的基值为180A；焊接电压的峰值达到13.1V；送丝速度的峰值为750mm/min、基值为550mm/min；焊接速度68mm/min。
3)当焊接到第二十六层时，焊接参数为：焊接电流的峰值达到285A、焊接电流的基值为185A；焊接电压的峰值达到13.4V；送丝速度的峰值为750mm/min、基值为550mm/min；焊接速度68mm/min。
4)第二十九层为盖面焊道，焊接参数为：焊接电流的峰值为260A、焊接电流的基值为160A；焊接电压的峰值为12.7V；送丝速度的峰值为600mm/min、基值为400mm/min；焊接速度65mm/min。
焊接至第二十五层前，焊缝横截面宽度＜11mm，为单层两道焊接；二十五层及其后焊道，焊缝横截面宽度≥11mm，为单层三道焊接。
在进行焊缝填充和盖面的时候，为了保证侧壁良好熔合，根据焊缝金属熔池与侧壁的熔合情况，焊接过程中应适当的调整焊接工艺参数。
表1焊接工艺参数表
完成焊后热处理后对焊口进行无损、理化检验，无损检测均合格、未见缺陷，理化试验结果见下表：
Claims (9)
1.一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于，包括下述步骤：
1)对根部钝边和钝边的底部进行打底焊接；
2)对下钝边和坡口进行填充焊接，所述填充焊接为单层多道焊；
3)以及对坡口的顶部进行盖面焊接，盖面焊接采用线性焊道或摆动焊道。
2.如权利要求1所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：在所述的1)中，设定焊接电器的电压峰值的范围为9.5V～11.3V，电流基值的范围为55A～75A，电流峰值的范围为150～170A，焊丝的基值送丝速度为200～300mm/min，焊丝的峰值送丝速度为200～400mm/min，焊接的速度为45～55mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
3.如权利要求2所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：在所述的2)中，设定焊接电器的电压峰值的范围为11.6～13.4V，电流基值的范围为60A～170A，电流峰值的范围为160～280A，焊丝的基值送丝速度为200～650mm/min，焊丝的峰值送丝速度为200～900mm/min，焊接的速度为49～59mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
4.如权利要求3所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：在所述的2)中，填充焊道整体采用单层多道焊接方式，根据焊缝宽度不同选用不同的压道层数：焊缝宽度＜11mm时压2道，焊缝宽度≥11mm时压3道。
5.如权利要求4所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：在所述的3)中，设定焊接电器的电压峰值的范围为12.1～13.8V，电流基值的范围为130A～150A，电流峰值的范围为220～260A，焊丝的基值送丝速度为350～450mm/min，焊丝的峰值送丝速度为500～700mm/min，焊接的速度为49～59mm/min，焊丝直径为φ1.0mm。
6.如权利要求1所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：在焊接前和焊接后均须进行热处理。
7.如权利要求6所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：焊前预热：焊接前需进行预热，推荐预热温度200～250℃。
8.如权利要求7所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：马氏体转变：焊接完成后，焊件温度降至80℃～100℃，保温1h～2h。
9.如权利要求8所述的一种用窄间隙全位置TIG自动焊工艺，其特征在于：焊后热处理：完成马氏体转变后立即进行焊后热处理，焊后热处理工艺见下表：
焊接热处理升温速度、降温速度：为6250/δ，单位为℃/h，其中δ为焊件厚度，单位为mm，且不大于300℃/h；当壁厚大于100mm时，升温速度、降温速度按60℃/h进行控制；300℃以下不控制升温速度和降温速度。
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