專利名稱：窄間隙熱絲氬弧焊工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)，尤其涉及一種窄間隙熱絲氬弧焊工藝。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，工藝管線預(yù)制工作量大大增加， 同時(shí)工藝管線管徑越來越大，管壁越來越厚，而常規(guī)氬弧焊工藝效率低下，已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代生產(chǎn)發(fā)展需要，例如在海洋工程組塊建造中使用的工藝管線，其最大管徑達(dá)到30in，管壁厚度達(dá)到56mm，如果仍采用普通手工氬弧焊接，使用常規(guī)V形坡口兩個(gè)焊工同時(shí)進(jìn)行焊接， 需要焊接3 4天，顯然不能適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)形勢(shì)的要求。有鑒于此，采用自動(dòng)化程度高的焊接設(shè)備和更為先進(jìn)的焊接工藝，是提高生產(chǎn)能力的必由之路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種窄間隙熱絲氬弧焊工藝，其采用窄間隙坡口和熱絲工藝相結(jié)合的技術(shù)措施，填充焊接工序?yàn)槎鄬訂蔚篮附?，工藝設(shè)計(jì)合理，適合全自動(dòng)全位置焊接需要，減少焊接工序，節(jié)省焊接材料，降低成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高焊接質(zhì)量和效率，尤其適合不能旋轉(zhuǎn)管線的預(yù)制焊接。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，包括制備坡口、坡口對(duì)接裝配、選定焊接材料和設(shè)定焊接參數(shù)的焊前準(zhǔn)備工序，打底焊接工序，填充焊接工序以及蓋面焊接工序；其特征在于，坡口為窄間隙U型坡口 ；該打底焊接工序、填充焊接工序以及蓋面焊接工序采用熱絲工藝。前述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其中焊接參數(shù)是焊絲直徑為1. Omm至1. 2mm ； 電極直徑為4. Omm ；保護(hù)氣體為氬氣，氬氣流量為20-25L/min，純度> 99. 99% ；焊接電流為200至275A ；焊接電弧電壓為20至25V，焊接速度為70至90mm/Min ；送絲速度為750至 2800mm/Min ；作用于焊絲的電流為20至60A，電壓為1至5V。前述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其中打底焊接的熱輸入量小于1. 9KJ/mm ；所述填充焊接和蓋面焊接的熱輸入量小于2. 5KJ/mm。前述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其中層間溫度小于200°C。前述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其中窄間隙U型坡口為組對(duì)間隙0mm，鈍邊厚度為2mmο前述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其中填充焊接工序?yàn)槎鄬訂蔚篮附印１景l(fā)明窄間隙熱絲氬弧焊(TIG)工藝的有益效果，其包括制備坡口、坡口對(duì)接裝配、選定焊接材料、設(shè)定焊接參數(shù)的焊前準(zhǔn)備工序，打底焊接工序，填充焊接工序以及蓋面焊接工序；其制備的坡口為窄間隙U形坡口，填充焊接工序?yàn)槎鄬訂蔚篮附?，比V形坡口焊接填充道次大幅度減少，從而可以節(jié)省焊接材料，節(jié)省工序，減少能耗；熱絲焊接是在焊絲進(jìn)入電弧區(qū)之前加熱至熔化臨界狀態(tài)，使焊絲熔化吸收能量減少，與冷絲相比熔敷效率可以提高約3 5倍；總之可以降低焊接成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，特別適合不能旋轉(zhuǎn)管線的預(yù)制焊接。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明窄間隙熱絲氬弧焊接(TIG)工藝，包括制備坡口、坡口對(duì)接裝配、選定焊接材料和設(shè)定焊接參數(shù)的焊前準(zhǔn)備工序，打底焊接工序，填充焊接工序以及蓋面焊接工序；其特征在于，坡口為窄間隙U型坡口 ；該打底焊接工序、填充焊接工序以及蓋面焊接工序采用熱絲工藝。本發(fā)明窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其中，所述焊接參數(shù)是焊絲直徑為1.0mm 至1.2mm;電極直徑為2. 4或4. Omm ；保護(hù)氣體為氬氣，氬氣流量為20-25L/min，純度 ^ 99. 99% ；焊接電流為200至275A ；焊接電弧電壓為20至25V，焊接速度為70至90mm/ Min ；送絲速度為750至2800mm/Min ；作用于焊絲的電流為20至60A，電壓為1至5V。所述打底焊接的熱輸入量小于1. 9KJ/mm ；所述填充焊接和蓋面焊接的熱輸入量小于2. 5KJ/mm。 所述層間溫度小于200°C。所述窄間隙U型坡口為組對(duì)間隙0mm，鈍邊厚度為2mm。所述填充焊接工序?yàn)槎鄬訂蔚篮附印?shí)施例采用ASTM標(biāo)準(zhǔn)的A106Gr. B鋼管，規(guī)格Φ323X 25. 4mm進(jìn)行焊接。主要操作步驟如下1、焊前準(zhǔn)備工序①制備坡口，用機(jī)加工制備單面U形坡口，間隙為0mm，鈍邊為2mm ；對(duì)坡口及其內(nèi)
外壁兩側(cè)進(jìn)行清理，直至露出金屬光澤；②對(duì)接裝配坡口，并檢查確認(rèn)被焊部位及其邊緣的20mm范圍內(nèi)無缺陷；③選定焊接材料，焊絲采用錦泰的JG-50焊絲，直徑為Φ 1. 0mm。2、打底焊接工序采用全自動(dòng)焊接設(shè)備打底焊接，由12點(diǎn)的位置逆時(shí)針順序焊接，焊接參數(shù)設(shè)定為焊絲直徑為Φ 1.0mm，鎢極直徑為Φ4.0πιπι;保護(hù)氣體氬氣流量為24L/min，純度為 99. 99%。焊接過程按照管體圓周角度分為五個(gè)區(qū)間0-90度的區(qū)間焊接基值電弧電壓為9. 7V，電流220A，其中基值電流強(qiáng)度為140A， 基值脈沖時(shí)間300ms，峰值脈沖時(shí)間IOOms ；90-150度的區(qū)間焊接基值電弧電壓9. 7V，電流210A，其中基值電流強(qiáng)度為125A， 基值脈沖時(shí)間300ms，峰值脈沖時(shí)間IOOms ；150-250度的區(qū)間焊接基值電弧電壓9. 7V，電流190A，其中基值電流強(qiáng)度為125A， 基值脈沖時(shí)間300ms，峰值脈沖時(shí)間IOOms ；250-300度的區(qū)間焊接基值電弧電壓9. 7V，電流170A，其中基值電流強(qiáng)度為130A， 基值脈沖時(shí)間300ms，峰值脈沖時(shí)間IOOms ；300-360度的區(qū)間焊接基值電弧電壓9. 7V，電流170A，其中基值電流強(qiáng)度為125A， 基值脈沖時(shí)間300ms，峰值脈沖時(shí)間IOOms ；
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整個(gè)焊接過程送絲速度750mm/Min，焊接速度為78mm/min，控制熱輸入量小于 1. 9KJ/mm，作用于焊絲的電流為20A。3、填充焊接工序焊接填充工序?yàn)?層單道焊接，即共有8道焊接。填充過程焊接參數(shù)設(shè)定為控制焊接電弧電壓為9. 7V，電流強(qiáng)度為275A，其中基值電流強(qiáng)度為200A，基值脈沖時(shí)間300ms，峰值脈沖時(shí)間200ms ；送絲速度2800mm/Min焊接速度為80mm/min ；根焊道和熱焊道之間的間隔時(shí)間為 IOmin ；控制熱輸入量小于2. 5KJ/mm，層間溫度小于200°C ；作用于焊絲的電流為30A。4、蓋面焊接工序焊接過程采用1道蓋面；焊接參數(shù)設(shè)定為焊接電弧電壓為11V，電流強(qiáng)度為235A，送絲速度ISOOmm/Min， 焊接速度為SOmm/min ；作用于焊絲的電流為40A。焊后，對(duì)焊縫試樣進(jìn)行外觀及性能檢測(cè)， 抗拉強(qiáng)度> 500MPa，硬度< 220HV1(1，達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。本發(fā)明窄間隙熱絲氬弧焊(TIG)工藝的優(yōu)點(diǎn)1、其制備的坡口為窄間隙無組對(duì)間隙的U形坡口，可以減少焊接材料，降低能耗。 這種坡口與現(xiàn)有的V形坡口相比較，填充焊接工序每層只有一道焊接填充，減少了填充道次，提高效率；同時(shí)還可降低焊接成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，特別適合不能旋轉(zhuǎn)管線的預(yù)制焊接。2、采用熱絲工藝，使焊接熱輸入減小，在一定程度上減少了焊接變形。3、設(shè)定焊接方式為熱絲氬弧焊。熱絲焊接是在焊絲進(jìn)入電弧區(qū)之前加熱至熔化臨界狀態(tài)，使焊絲熔化吸收能量減少，與冷絲相比熔敷效率可提高約3 5倍。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，包括制備坡口、坡口對(duì)接裝配、選定焊接材料和設(shè)定焊接參數(shù)的焊前準(zhǔn)備工序，打底焊接工序，填充焊接工序以及蓋面焊接工序；其特征在于， 坡口為窄間隙U型坡口 ；該打底焊接工序、填充焊接工序以及蓋面焊接工序采用熱絲工藝。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其特征在于，所述焊接參數(shù)是焊絲直徑為1. Omm至1. 2mm ；電極直徑為4. Omm ；保護(hù)氣體為氬氣，氬氣流量為20-25L/min，純度彡99. 99 % ；焊接電流為200至275A ；焊接電弧電壓為20至25V，焊接速度為70至90mm/ Min ；送絲速度為750至2800mm/Min ；作用于焊絲的電流為20至60A，電壓為1至5V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其特征在于，所述打底焊接的熱輸入量小于1. 9KJ/mm ；所述填充焊接和蓋面焊接的熱輸入量小于2. 5KJ/mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其特征在于，所述層間溫度小于 200 "C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其特征在于，所述窄間隙U型坡口為組對(duì)間隙0mm，鈍邊厚度為2mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，其特征在于，所述填充焊接工序?yàn)槎鄬訂蔚篮附印?br> 全文摘要
本發(fā)明提供一種窄間隙熱絲氬弧焊接工藝，包括制備坡口、坡口對(duì)接裝配、選定焊接材料和設(shè)定焊接參數(shù)的焊前準(zhǔn)備工序，打底焊接工序，填充焊接工序以及蓋面焊接工序；其改進(jìn)之處在于，坡口為窄間隙U型坡口；該打底焊接工序、填充焊接工序以及蓋面焊接工序采用熱絲工藝；適合全自動(dòng)全位置焊接的需要，工藝設(shè)計(jì)合理，能夠減少焊接工序，節(jié)省焊接材料，降低成本和工人勞動(dòng)強(qiáng)度，有效提高焊接質(zhì)量和效率，尤其適合不能旋轉(zhuǎn)管線的預(yù)制焊接。
文檔編號(hào)B23K9/16GK102233474SQ20101017207
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2010年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月7日
發(fā)明者任凱, 徐玉強(qiáng), 曹軍, 李江海, 楊曉飛, 楊炳發(fā) 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司