一種埋弧焊中薄板背部不清根工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種埋弧焊中薄板背部不清根工 -H- 〇
【背景技術(shù)】
[0002] 壓力容器制造業(yè)中，對(duì)中薄板埋弧焊多采用正面開V型坡口多道焊，反面碳弧氣 刨清根多道焊。對(duì)于中薄板焊接自動(dòng)化程度不高，一般需要手把電弧焊打底、埋弧焊焊接、 反面碳弧氣刨清根打磨和埋弧焊焊接四個(gè)步驟。這使得埋弧焊不能完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，增加 了焊接過程中的明弧刺激和碳刨過程中的噪音對(duì)操作工人的影響，同時(shí)也增加了焊接工作 周期，惡化了工人的勞動(dòng)條件。
[0003] 在實(shí)際焊接過程中，焊縫的缺陷經(jīng)常出現(xiàn)在第一道焊縫的根部。這其中原因是焊 絲具有一定的直徑，在實(shí)際焊接過程中不可能伸到最根部如圖1。而為了保證不打底自動(dòng)焊 接時(shí)不擊穿，又理所當(dāng)然的在第一道焊縫使用小電流，這就使得焊縫不容易焊透。如何確保 在實(shí)際焊接過程中既保證焊透，又不擊穿焊縫，成為無清根埋弧焊的難點(diǎn)。
[0004] 現(xiàn)有操作工藝存在生產(chǎn)效率低、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重的弊端，且工人操作勞動(dòng)強(qiáng) 度較大，工作效率較低。目前還沒有一種有效的工藝方案能夠解決上述問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種生產(chǎn)效率高、成本較低、焊接質(zhì)量穩(wěn)定且環(huán) 境污染較少的埋弧焊中薄板背部不清根工藝。
[0006] 本發(fā)明公開了一種中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工藝，包括如下步驟：
[0007] 焊接前裝配步驟，將中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口鈍邊尺寸為 4mm，錯(cuò)邊量在Imm內(nèi)，焊縫寬在0· 5mm之內(nèi)；
[0008] 正面打底焊步驟，采用實(shí)芯焊絲氣保焊焊接方式在坡口正面進(jìn)行打底焊，焊接過 程中不燒穿焊縫；
[0009] 正面埋弧焊步驟，使用小電流在坡口正面進(jìn)行埋弧焊；
[0010] 背面埋弧焊步驟，坡口背面在不進(jìn)行清根的情況下采用大電流埋弧焊直接焊接。
[0011] 優(yōu)選方案如下：
[0012] 正面打底焊步驟中使用的是直徑為2. 5-3. 2mm的實(shí)芯焊絲，電流為300-350A，電 壓為29-30V，焊接速度為340-360mm/min。
[0013] 正面埋弧焊步驟中使用的是直徑為3. 2-4mm的實(shí)心焊絲，電流為400-420A，電壓 為 29-31V，焊接速度為 360-380mm/min。
[0014] 背面埋弧焊步驟中使用的是直徑為3. 2-4mm的實(shí)心焊絲，電流為400-420A，電壓 為 29-31V，焊接速度為 360-380mm/min。
[0015] 中薄板的板厚為8-14mm。
[0016] 工作原理：
[0017] 1、坡口
[0018] 焊接件坡口越大，越容易焊接；但同時(shí)也增加填充金屬的量和焊接的工作量；坡 口越小，越容易造成脫渣困難和焊接時(shí)焊縫中央出現(xiàn)冷裂紋，選擇合適的坡口對(duì)焊接工作 至關(guān)重要。
[0019] 一般來說，常規(guī)X型坡口都是60°，為確保直接使用埋弧焊不擊穿，還要留有4~ 6mm厚的鈍邊，組對(duì)不留間隙。
[0020] 對(duì)于中薄板（8~14_)來說，如果也拘泥于60°的坡口就會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際坡口非常 小，甚至焊絲都不能伸進(jìn)焊縫。在這種情況下，可以控制坡口寬度來代替坡口角度。在中 薄板，坡口很小的情況下，控制角度很困難，而無論坡口角度多大，都能單道焊完，實(shí)際焊接 工作量的變化可以忽略不計(jì)。
[0021] 2、對(duì)接
[0022] 對(duì)于焊接而言，影響質(zhì)量的對(duì)接裝配間隙和錯(cuò)邊量，這相當(dāng)與直接改變了坡口的 形式。只要定位焊本身也是合格的焊縫，在使用埋弧焊焊接時(shí)可以不清除，同時(shí)保證整個(gè)焊 縫的合格，但定位焊必須選擇在后焊的一側(cè)。無論是縱縫還是環(huán)縫，定位在內(nèi)側(cè)都比較方 便，且能夠保證定位焊的焊接質(zhì)量。
[0023] 對(duì)于埋弧焊反面不清根焊的焊接而言，裝配間隙直接影響第一道焊縫是否擊穿， 在實(shí)際焊接工程中發(fā)現(xiàn)，大于〇. 5mm的對(duì)接很容易擊穿，裝配的間隙因此要嚴(yán)把對(duì)接關(guān)，對(duì) 接透光就不能直接進(jìn)行埋弧焊焊接。
[0024] 裝備的錯(cuò)邊量將直接影響焊絲是否與焊縫在同一直線上，從而影響能否焊透，于 埋弧焊反面不清根焊的焊接要求錯(cuò)變量在Imm之內(nèi)，這個(gè)要求大大超過了 GB150等相關(guān)標(biāo) 準(zhǔn)。事實(shí)證明，經(jīng)過嚴(yán)格的卷圓、對(duì)接過程的控制，30_以下的鋼板的錯(cuò)變量是能夠控制在 Imm以下的。而30mm以上的鋼板其剛性過大，強(qiáng)行對(duì)接將造成應(yīng)力增大，而且板厚越厚，返 修的工作量也越大，因此也不能完全的排斥碳弧氣刨，可以使用碳弧氣刨對(duì)組裝好的坡口 進(jìn)行修正。
[0025] 3、焊接
[0026] 無清根埋弧焊必須使用焊縫跟蹤儀，以確保焊接時(shí)焊絲一定對(duì)準(zhǔn)焊縫中央。焊接 時(shí)首先焊接外側(cè)（表1中的上部），8~16mm鋼板因?yàn)楸容^薄，推薦使用以4mm的焊絲，以 使用常用的H10Mn2配SJlOl焊劑為例。其工藝參數(shù)如表2。其電流只能在表2所的±30A 之內(nèi)變化，電壓只能在±2V之內(nèi)變化，熔敷金屬的量可以通過速度調(diào)節(jié)。同樣，板厚再增加 需要多層，多道焊接的，與使用清根的沒有區(qū)別了。
[0027] 4、實(shí)際應(yīng)用
[0028] 實(shí)踐證明，使用焊縫跟蹤儀焊接，并通過對(duì)焊接坡口、對(duì)接、焊接過程的嚴(yán)格控制， 對(duì)于IOmm~25mm厚的鋼板使用埋弧焊中薄板背部不清根工藝可以將焊接的UT，RT合格率 控制在99. 5%左右?？梢詮V泛運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)。對(duì)于30mm以上的鋼板，隨著焊接層數(shù)、焊 接工作量的增大，合格率有所下降，一旦返修，工作量也很大，需要慎用。
[0029] 本發(fā)明的有益效果在于：采用該工藝生產(chǎn)效率大大提高、且生產(chǎn)成本較低、焊接質(zhì) 量穩(wěn)定、環(huán)境污染較少，適合工藝推廣使用。
【附圖說明】
[0030] 圖1是本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)鋼板標(biāo)號(hào)示意圖。
[0031] 圖中：1、A區(qū)，2、B區(qū)，3、C區(qū)，4、引弧區(qū)，5、AB過渡區(qū)，6、BC過渡區(qū)，7、熄弧區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0032] 下面結(jié)合附圖1對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本發(fā)明并不局 限于具體實(shí)施例。
[0033] 實(shí)施例1 :
[0034] 一、制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃：實(shí)驗(yàn)組的變量包括：電流I、電壓U、焊速V。
[0035] 二、將實(shí)驗(yàn)樣板設(shè)計(jì)為：δ *1〇〇〇*1〇〇的板（δ = 8、10、12、14)組裝時(shí)，控制錯(cuò)位 彡0. 5mm焊絲采用Η08ΜηΑΦ4,焊劑采用HJ431。正反面均采用單道單面焊。
[0036] X型坡口，坡口加工余量大，雙面坡口，故成本節(jié)省最少。鈍邊設(shè)置為4mm，錯(cuò)邊量 控制在Imm內(nèi)，焊縫寬控制在0.5_之內(nèi)，否則極容易擊穿。其坡口形式（見表1)。
[0037] 表1X型坡口形式
[0038]
[0039] 三、制定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表格：
[0040] 將試件δ *1〇〇〇*1〇〇均勻分成3段，由圖1所示，依次分為A區(qū)1、B區(qū)2和C區(qū)3， 用試筆標(biāo)出，則鋼板被分為引弧區(qū)4, AB過渡區(qū)5, BC過渡區(qū)6和熄弧區(qū)7。操作埋弧焊時(shí) 只需調(diào)節(jié)電流即可，電壓、焊速和鈍邊保持不變。可以節(jié)約測試鋼板，并提高數(shù)據(jù)的說服性。
[0041] 一種中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工藝，包括如下步驟：
[0042] 焊接前裝配步驟，將中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口鈍邊尺寸為 4mm，錯(cuò)邊量在Imm內(nèi)，焊縫寬在0· 5mm之內(nèi)；
[0043] 正面打底焊步驟，采用實(shí)芯焊絲氣保焊焊接方式在坡口正面進(jìn)行打底焊，焊接過 程中不燒穿焊縫；
[0044] 正面埋弧焊步驟，使用小電流在坡口正面進(jìn)行埋弧焊；
[0045] 背面埋弧焊步驟，坡口背面在不進(jìn)行清根的情況下采用大電流埋弧焊直接焊接。
[0046] 控制可變數(shù)據(jù)，正面打底焊步驟中使用的是直徑為2. 5-3. 2mm的實(shí)芯焊絲，電流 為300-350A，電壓為28-30V，焊接速度為340-360mm/min。正面埋弧焊步驟中使用的是直徑 為3. 2-4mm的實(shí)心焊絲，電流為400-420A，電壓為29-31V，焊接速度為360-380mm/min。背 面埋弧焊步驟中使用的是直徑為3. 2-4mm的實(shí)心焊絲，電流為400-420A，電壓為29-31V， 焊接速度為360-380mm/min。中薄板的板厚為8-14mm。
[0047] 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如下：
[0048] 表2 X型坡口 8*1000*100正面參數(shù)表
[0049]
[0050] 表3 X型坡口 8*1000*100反面參數(shù)表
[0051]
[0052] 表4 X型坡口 10*1000*100正面參數(shù)表
[0053]
[0054] 表5 X型坡口 10*1000*100反面參數(shù)表
[0055]
[0056] 表6 X型坡口 12*1000*100正面參數(shù)表
[0057]
[0058] 表7 X型坡口 12*1000*100反面參數(shù)表
[0059]
[0060] 表8 X型坡口 14*1000*100正面參數(shù)表
[0061]
[0062] 表9 X型坡口 14*1000*100反面參數(shù)表
[0063]
[0064] 總結(jié)：根據(jù)表格參數(shù)實(shí)驗(yàn)，通過外觀篩選實(shí)驗(yàn)組，除去燒穿組，其余全部進(jìn)行 100% RT檢測，根據(jù)表格記錄缺陷，并逐步討論縮小參數(shù)范圍，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，直至獲得滿意參 數(shù)。由參數(shù)制定新工藝的參數(shù)，并呈報(bào)上級(jí)經(jīng)批準(zhǔn)后投入生產(chǎn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工藝，其特征在于包括如下步驟： 焊接前裝配步驟，將中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口鈍邊尺寸為4mm，錯(cuò) 邊量在Imm內(nèi)，焊縫寬在0? 5mm之內(nèi)； 正面打底焊步驟，采用實(shí)芯焊絲氣保焊焊接方式在坡口正面進(jìn)行打底焊，焊接過程中 不燒穿焊縫； 正面埋弧焊步驟，使用小電流在坡口正面進(jìn)行埋弧焊； 背面埋弧焊步驟，坡口背面在不進(jìn)行清根的情況下采用大電流埋弧焊直接焊接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工藝，其特征在 于：所述的正面打底焊步驟中使用的是直徑為2. 5-3. 2mm的實(shí)芯焊絲，電流為300-350A，電 壓為28-30V，焊接速度為340-360mm/min。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工藝，其特征在 于：所述的正面埋弧焊步驟中使用的是直徑為3. 2-4mm的實(shí)心焊絲，電流為400-420A，電壓 為 29-31V，焊接速度為 360-380mm/min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工藝，其特征在 于：所述的背面埋弧焊步驟中使用的是直徑為3. 2-4mm的實(shí)心焊絲，電流為400-420A，電壓 為 29-31V，焊接速度為 360-380mm/min。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工藝，其特征在 于：所述的中薄板的板厚為8-14_。
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋼結(jié)構(gòu)制造焊接領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種埋弧焊中薄板背部不清根工藝。包括如下步驟：焊接前裝配步驟，將中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口鈍邊尺寸為4mm，錯(cuò)邊量在1mm內(nèi)，焊縫寬在0.5mm之內(nèi)；正面打底焊步驟，采用實(shí)芯焊絲氣保焊焊接方式在坡口正面進(jìn)行打底焊，焊接過程中不燒穿焊縫；正面埋弧焊步驟，使用小電流在坡口正面進(jìn)行埋弧焊；背面埋弧焊步驟，坡口背面在不進(jìn)行清根的情況下采用大電流埋弧焊直接焊接。有益效果在于：采用該工藝生產(chǎn)效率大大提高、且生產(chǎn)成本較低、焊接質(zhì)量穩(wěn)定、環(huán)境污染較少，適合工業(yè)推廣使用。
【IPC分類】B23K9/16, B23K7/00, B23K9/235, B23K9/18
【公開號(hào)】CN104942412
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510232335
【發(fā)明人】賈寅輝, 馬鵬
【申請(qǐng)人】青島石化檢修安裝工程有限責(zé)任公司
【公開日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年5月8日