專(zhuān)利名稱(chēng)：大厚壁管道窄間隙鎢極惰性氣體保護(hù)全位置自動(dòng)焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種大厚壁管道全位置自動(dòng)焊接方法，尤其是涉及一種使用諸如大厚壁管道窄間隙鎢極惰性氣體保護(hù)全位置自動(dòng)焊接方法。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)外采用管道全位置自動(dòng)焊的工藝主要有TIG氣體保護(hù)焊工藝和MIG氣體保護(hù)焊工藝，而這兩種工藝主要應(yīng)用焊接小直徑薄壁管(管道直徑φ＜325mm、管壁厚度h＜40mm＝＝＝的焊接。對(duì)于大厚壁管道(管道直徑φ≥325mm、管壁厚度h≥40mm)焊接通常采用的是手工氬弧焊打底和焊條電弧填層和蓋面的工藝(以下簡(jiǎn)稱(chēng)氬電聯(lián)合焊接工藝)，其坡口型式大都為雙″U″形組合坡口，焊接采用單層多道焊，在圖1中形式了氬電聯(lián)合焊接工藝涉及到的常見(jiàn)焊接坡口型式，在圖2中顯示了氬電聯(lián)合焊接工藝焊接的單層多道焊的焊縫示意圖。
通常，管道全位置自動(dòng)焊機(jī)由焊接電源、電視監(jiān)控系統(tǒng)、遙控器、焊接機(jī)頭、焊接軌道以及焊槍等六大部分組成。該焊機(jī)電源是一種脈沖逆變電源，具有弧長(zhǎng)自動(dòng)控制、實(shí)時(shí)監(jiān)控、焊槍橫擺控制、疊加高頻脈沖等功能。脈沖TIG自動(dòng)焊可調(diào)工藝參數(shù)多，能夠精確地控制焊接熱輸入以及熔池的形狀和尺寸，可以用較低的熱輸入獲得較大的熔深，從而減小了焊接熱影響區(qū)和焊件變形。在焊接過(guò)程中，脈沖電流對(duì)點(diǎn)狀熔池有較強(qiáng)的攪拌作用，而且熔池金屬冷凝快，高溫停留時(shí)間短，焊縫金屬組織細(xì)密。該種設(shè)備提供管道焊接的基本功能，給定的參數(shù)可調(diào)節(jié)范圍大，在焊接管道時(shí)需要根據(jù)工藝要求，根據(jù)焊接管道的母材的尺寸、坡口型式和尺寸等因素選擇所需要的焊接工藝參數(shù)。
對(duì)于大厚壁管道的焊接來(lái)說(shuō)，對(duì)于常用的如圖1所示的坡口，采用上述管道全位置自動(dòng)焊機(jī)的氬電聯(lián)合焊接工藝存在以下缺點(diǎn)1.氬電聯(lián)合焊接工藝的坡口寬，焊接熔敷金屬的填充量大，焊接消耗材料量是窄間隙自動(dòng)焊工藝的坡口的4～5倍；2.氬電聯(lián)合焊接工藝的坡口寬，焊接熔敷金屬的填充量大，焊接周期相對(duì)較長(zhǎng)。
3.氬電聯(lián)合焊接工藝的坡口的型式和尺寸決定了在進(jìn)行焊接時(shí)，采用單層多道焊進(jìn)行焊接。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的大厚壁管道氬電聯(lián)合焊接工藝坡口所存在的缺點(diǎn)，提出一種能夠提高焊接效率、減少填充消耗材料量的大厚壁管道窄間隙鎢極惰性氣體保護(hù)全位置自動(dòng)焊接方法。為此，本發(fā)明的利用現(xiàn)有的上述全自動(dòng)焊接設(shè)備提供的功能，開(kāi)發(fā)出一種適合大厚壁管道焊接的坡口型式以及焊接該種坡口管道的特定范圍的焊接工藝參數(shù)。該方法開(kāi)發(fā)的大厚壁管道焊接的坡口型式可以實(shí)現(xiàn)單層單道窄間隙焊接，其坡口稱(chēng)為窄間隙坡口，其工藝簡(jiǎn)稱(chēng)為窄間隙自動(dòng)焊工藝。
在本發(fā)明提出的大厚壁管道窄間隙鎢極惰性氣體保護(hù)全位置自動(dòng)焊接方法中，管道的直徑≥325mm，管道的壁厚≥40mm，包括步驟使所述管道母材的相對(duì)端部形成焊前組合坡口，所述組合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口由上坡口角度β限定，下坡口包括由下坡口角度α限定的下鈍邊和從下鈍邊的底部突出的根部鈍邊，其中下坡口角度α大于上部坡口角度β，上鈍邊與下鈍邊相交，其中根部鈍邊高度H1的范圍為1.0mm～4mm，根部鈍邊寬度W1的范圍為1.5mm～4mm，上坡口的頂部寬度W的范圍為18mm～24mm，下坡口角度α的范圍為20°～60°；上坡口角度β的范圍為4°～10°；下坡口高度H2的范圍為8mm～25mm，組對(duì)間隙G的范圍為0～1.0mm；管道內(nèi)部鏜口寬度W2范圍20mm～60mm；其中，所述焊接方法還包括步驟對(duì)根部鈍邊和下鈍邊的底部進(jìn)行打底焊接，對(duì)下鈍邊和上坡口進(jìn)行填充焊接，所述填充焊接為單層單道焊，以及對(duì)上坡口的頂部進(jìn)行蓋面焊接。
在上述方法中，在打底焊接的步驟中，設(shè)定焊接電源的電壓基值范圍為0V～5V，電壓峰值的范圍為8.0V～10V，電流基值的范圍為80A～200A，電流峰值的范圍為150A～260A，焊絲的基值送絲速度為0～15inch/min，焊絲的峰值送絲速度為5～20inch/min，焊接的速度為2～5inch/min，焊絲直徑范圍為φ0.8mm-φ1.2mm。
在上述方法中，在填充焊接的步驟中，設(shè)定焊接電源的電壓基值范圍為0V～5V，電壓峰值的范圍為9V～12V，電流基值的范圍為100A～300A，電流峰值的范圍為180A～380A，焊絲的基值送絲速度為0～65inch/min，焊絲的峰值送絲速度為20～70inch/min，焊接的速度為2～6inch/min，焊絲直徑范圍為φ0.8mm-φ1.2mm。
優(yōu)選的是，在形成焊前組合坡口的步驟中，根部鈍邊高度H1的范圍為2mm～3mm，根部鈍邊寬度W1的范圍為2mm～3mm，上坡口的頂部寬度W的范圍為18mm～24mm，下坡口角度α的范圍為20°～40°；上坡口角度β的范圍為6°～8°；下坡口高度H2的范圍為15mm～25mm，根部鈍邊過(guò)渡圓弧半徑R范圍1.5mm～3mm，管材直徑的范圍為680mm～1000mm、管材厚度范圍H3為40mm～100mm。
通過(guò)本發(fā)明的上述技術(shù)方案，相對(duì)于現(xiàn)有氬電聯(lián)合焊接工藝技術(shù)，具有以下優(yōu)點(diǎn)
1.窄間隙自動(dòng)焊工藝的坡口窄，焊接熔敷金屬的填充量小，焊接成本相對(duì)比較低。
2.窄間隙自動(dòng)焊工藝的坡口可以實(shí)現(xiàn)單層單道焊。
3.窄間隙自動(dòng)焊工藝焊接效率高，每道焊口的焊接周期相對(duì)短。
通過(guò)圖10A所示氬電聯(lián)合焊接工藝焊接大厚壁管道的實(shí)際焊縫與圖10B所示的本發(fā)明的實(shí)際焊縫之間對(duì)比，由此可更加直觀(guān)地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明所具有的上述優(yōu)點(diǎn)。
圖1是現(xiàn)有氬電聯(lián)合焊接工藝焊接大厚壁管道焊接前坡口型式的示意圖；圖2是現(xiàn)有氬電聯(lián)合焊接工藝焊接大厚壁管道的單層多焊道的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明窄間隙自動(dòng)焊工藝焊接前坡口型式的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的窄間隙自動(dòng)焊工藝焊接組合型坡口的尺寸截面視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明焊縫的焊道結(jié)構(gòu)的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的單層單道焊的示意圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選的實(shí)施例在不同的管道焊接位置5GT(管子軸線(xiàn)水平)的坡口結(jié)構(gòu)的截面視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的第二優(yōu)選的實(shí)施例在管道焊接位置為5GT(管子軸線(xiàn)水平)坡口結(jié)構(gòu)的截面視圖；圖9是根據(jù)本發(fā)明的第三優(yōu)選實(shí)施例在管道焊接位置為5GT(管子軸線(xiàn)水平)的坡口結(jié)構(gòu)的截面視圖；圖10A和圖10B分別是氬電聯(lián)合焊接工藝焊接大厚壁管道的實(shí)際焊縫和本發(fā)明焊接的實(shí)際焊縫的圖片。
圖11為焊縫截面尺寸W示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
對(duì)于壁厚h在40mm以上的大直徑厚管壁管道窄間隙全位置自動(dòng)焊接，本發(fā)明是在傳統(tǒng)的氬電聯(lián)合焊接工藝焊接大厚壁管道坡口的基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)和改進(jìn)，得到了適合大厚壁管道窄間隙自動(dòng)焊工藝坡口型式和尺寸，如圖3所示，通過(guò)與圖1所示的傳統(tǒng)的氬電聯(lián)合焊接工藝焊接大厚壁管道的坡口相比，本發(fā)明提出的坡口寬度明顯變窄了，坡口的最大寬度減小為18～24mm，同時(shí)坡口的結(jié)構(gòu)形狀也明顯變化。
圖4顯示了本發(fā)明的厚壁管道焊前的組合型坡口型式的具體尺寸的示意圖。兩個(gè)待焊接厚壁母材管道的相對(duì)端部構(gòu)成組合坡口，該組合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口由上部坡口角度β限定，下坡口包括由下坡口角度α限定的下鈍邊和從下部鈍邊的底部突出的根部鈍邊，其中下坡口角度α大于上部坡口角度β，上鈍邊與下鈍邊相交，相對(duì)的兩個(gè)根部鈍邊之間的間隙構(gòu)成組對(duì)根部間隙G，并且在根部鈍邊的底部和管道母材的內(nèi)表面之間具有鏜口。本發(fā)明的組合坡口的形狀和尺寸可通過(guò)下列參數(shù)確定1)根部鈍邊高度H1范圍1.0mm～4mm；2)根部鈍邊寬度W1范圍1.5mm～4mm；3)上坡口的頂部寬度W范圍18mm～24mm；4)下坡口角度α的范圍20°～60°(單邊10°～30°)；上部坡口角度β的范圍4°～10°(單邊2°～5°)；5)下坡口高度H2范圍8mm～25mm；6)根部鈍邊與下鈍邊的過(guò)渡連接圓弧半徑R范圍1.5～3mm；7)管道直徑范圍325mm、管道厚度范圍H3范圍40～100mm；8)管道組對(duì)根部間隙G的范圍為0～1.0mm；9)鏜口寬度W2范圍20mm～60mm。
本發(fā)明在上述開(kāi)發(fā)的組合坡口上，采用窄間隙自動(dòng)焊工藝，開(kāi)發(fā)出相匹配的焊接工藝參數(shù)，包括焊接電流、焊接電壓、送絲速度和焊接速度。只有合適的焊接工藝參數(shù)以及與之匹配的坡口型式和尺寸才能完成單層單道的焊接。
圖5示意性地顯示了本發(fā)明的窄間隙自動(dòng)焊工藝的基本工藝流程的各個(gè)部分，包括打底部分10(包括點(diǎn)焊、焊接的第一層到第五層)、填充部分11(打底層以上到填滿(mǎn)坡口的焊道)和蓋面部分12。
下面對(duì)本發(fā)明的窄間隙自動(dòng)焊工藝的內(nèi)容進(jìn)行描述第一，合理的工藝規(guī)范參數(shù)包括焊接電流(基值和峰值)、焊接電壓(基值和峰值)、送絲速度(基值和峰值)、焊接速度(基值和峰值)，保護(hù)氣體流量是一個(gè)可供選用的范圍。
第二，合理的工藝規(guī)范參數(shù)需要根據(jù)打底(包括點(diǎn)焊、焊接的第一層到第五層)、填充(打底層以上到填滿(mǎn)坡口的焊道)和蓋面來(lái)分別設(shè)置，焊接過(guò)程中根據(jù)焊縫截面尺寸W和焊接側(cè)壁實(shí)際熔合情況適當(dāng)?shù)恼{(diào)整焊接參數(shù)。在圖11中示出了焊縫截面尺寸W。
在施焊過(guò)程中打底是要保證管道內(nèi)表面成型以及側(cè)壁良好的熔合，焊接參數(shù)相對(duì)比較小。填充時(shí)對(duì)能量的要求不是很?chē)?yán)格，重要的是保證焊道之間沒(méi)有未熔合以及焊縫里沒(méi)有氣孔、裂紋等缺陷。同時(shí)焊接參數(shù)的選擇必須做到具有一定的效率。對(duì)應(yīng)于焊接參數(shù)，焊道每層的厚度可以從1.0mm增加到2.0mm。根據(jù)這個(gè)要求，合理選擇焊接工藝參數(shù)。蓋面可以采用線(xiàn)性焊道或擺動(dòng)焊道進(jìn)行焊接，合理的焊接參數(shù)主要是為了保證焊道成形美觀(guān)，防止產(chǎn)生表面未熔合和咬邊等缺陷的產(chǎn)生。
在實(shí)際的焊接過(guò)程中根據(jù)焊縫截面寬度，再結(jié)合熔敷金屬與側(cè)壁熔合情況選擇圖6的單層單道方式進(jìn)行焊接。焊接完成后焊縫外表面寬度保持在10～13mm范圍內(nèi)的。
蓋面部分12根據(jù)要求，可以采用線(xiàn)性焊道或擺動(dòng)焊道進(jìn)行焊接。
下面通過(guò)具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的窄間隙自動(dòng)焊工藝進(jìn)行具體的但不是限制性的描述第一優(yōu)選實(shí)施例以20#325×40的碳鋼管道進(jìn)行2GT和5GT兩個(gè)焊接位置工藝試驗(yàn)，焊接材料選用H08Mn2Si1.0、焊接坡口型式選用圖7所示的坡口型式和尺寸。
在進(jìn)行該種金屬管道的焊接時(shí)，管道焊接位置為2GT，焊接機(jī)頭相對(duì)管道做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有橫焊位置。該位置的每道焊接工藝參數(shù)保持在一個(gè)固定的值，不會(huì)因?yàn)闄C(jī)頭的轉(zhuǎn)動(dòng)而發(fā)生變化。當(dāng)管道焊接位置為5GT時(shí)，焊接過(guò)程中位置比較復(fù)雜，因此焊接參數(shù)會(huì)因?yàn)楹笜屛恢貌煌杂凶兓麄€(gè)一圈管道焊接參數(shù)是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程。
管道的坡口尺寸和加工質(zhì)量決定了焊接參數(shù)的大小，在打底焊接時(shí)，焊接電流和焊接電壓對(duì)坡口尺寸參數(shù)中的根部鈍邊高度H1、根部鈍邊寬度W1兩個(gè)參數(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)比較敏感。尤其是在進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)，根部鈍邊高度H1對(duì)焊接電流具有影響。
表1列出了在圖7坡口型式和尺寸中，具有不同的根部鈍邊高度H1的三個(gè)坡口實(shí)例，分別是坡口1、坡口2和坡口3。
表1
在進(jìn)行“坡口1”打底焊接時(shí)，由于根部鈍邊高度H1尺寸相對(duì)偏小，因此焊接電流和焊接電壓參數(shù)相對(duì)較小，具體的焊接參數(shù)見(jiàn)表1-1。在進(jìn)行填充和蓋面時(shí)，焊接參數(shù)主要受焊縫截面尺寸W的影響；由于三種坡口尺寸參數(shù)相同，因此焊接參數(shù)也基本相同。坡口尺寸參數(shù)中鈍邊寬度W1將影響到焊縫截面尺寸W的大小，當(dāng)根部鈍邊寬度W1在2到4mm增大，焊縫截面尺寸W也會(huì)增大，因此焊接參數(shù)中的焊接電流、焊接電壓也會(huì)增大。
在進(jìn)行“坡口2”打底焊接時(shí)，由于根部鈍邊高度H1尺寸比較理想，因此焊接電流和焊接電壓參數(shù)相對(duì)“坡口1”的打底時(shí)的點(diǎn)焊參數(shù)增大，同樣在進(jìn)行“坡口3”點(diǎn)焊時(shí)，焊接電流參數(shù)也會(huì)增大?！捌驴?”的焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1-2；“坡口3”的焊接工藝參數(shù)見(jiàn)表1-3。
表1-1
表1-2 表1-3 參數(shù)說(shuō)明下面是以焊接“坡口2”焊接參數(shù)說(shuō)明，在進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)的峰值電流為170A，基值電流為90A；此時(shí)的焊接電壓峰值為8V、焊接電壓的基值在0～5V范圍內(nèi)選擇都可；焊接送絲速度的峰值可在5～15inch/min范圍內(nèi)選擇、焊接送絲速度的基值可在0～10范圍內(nèi)選擇。點(diǎn)焊完成后，在進(jìn)行其他打底焊道焊接時(shí)為了保證坡口根部焊透以及焊縫截面尺寸W達(dá)到某個(gè)值時(shí)，焊接電流的峰值為260A，焊接電流的基值為200A；在進(jìn)行打底層焊接時(shí)，焊接電壓參數(shù)主要受焊縫截面尺寸W的影響，基本上都保持在9V～11V范圍內(nèi)；焊接送絲速度峰值可在10～30inch/min、焊接送絲速度基值可在10～25inch/min范圍內(nèi)選擇，焊接速度基本保持在4.0～6.0inch/min之間。
在進(jìn)行焊道填充和蓋面時(shí)，焊接電壓基本保持在9～11V范圍內(nèi)、焊接速度也是在一個(gè)固定的3～5inch/min范圍變化；變化比較大的是焊接電流，電流的峰值也從210A～380A這個(gè)區(qū)間變化，基值在180A～280A范圍內(nèi)變化。當(dāng)焊接電流參數(shù)(峰值、基值)在一個(gè)區(qū)間發(fā)生變化時(shí)，當(dāng)焊接電流的峰值達(dá)到最大如380A時(shí)，焊接電流的基值也達(dá)到最大280A。焊接送絲速度(峰值/基值)根據(jù)焊縫熔敷金屬量的多少，配合其它工藝參數(shù)可在40/30～50/45inch/min之間做出適當(dāng)?shù)倪x擇。
在進(jìn)行焊道蓋面時(shí)，先選用線(xiàn)性焊道進(jìn)行焊接，在達(dá)到規(guī)定的焊縫余高時(shí)，采用擺動(dòng)焊道進(jìn)行焊接。
通過(guò)對(duì)比表1-1、表1-2和表1-3，可以看出打底焊接電流參數(shù)隨著根部鈍邊高度H1的不同而變化，而其余焊接工藝參數(shù)基本沒(méi)有變化，可見(jiàn)根部鈍邊高度H1直接影響打底焊接電流的大小和范圍。
不銹鋼與碳鋼焊接工藝參數(shù)的不同，主要與管道材質(zhì)本身的焊接性能、所選的焊接材料的直徑以及管道坡口尺寸的變化有關(guān)。在坡口型式和尺寸、焊接材料的直徑一定的情況下，整個(gè)管道的焊接工藝參數(shù)的變化是一個(gè)動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程，只有當(dāng)焊接參數(shù)彼此相互匹配的情況下，才能焊接出高效高質(zhì)量的焊口。
上面三個(gè)坡口尺寸參數(shù)以坡口2尺寸參數(shù)為最佳。
第二優(yōu)選實(shí)施例以不銹鋼材料Z3CN20-09M840×75的管道進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，焊接材料選用ER316LSi(或ER316L)0.8、1.0，坡口尺寸和型式如圖8所示。
表2列出了窄間隙全位置自動(dòng)焊焊接工藝焊接840×75不銹鋼大厚壁管道的主要規(guī)范參數(shù)。
參數(shù)說(shuō)明在進(jìn)行打底層焊接時(shí)，首先進(jìn)行的是點(diǎn)焊，此時(shí)選擇的焊接參數(shù)相對(duì)較小，只要能夠保證兩段管道固定在一起。點(diǎn)焊時(shí)的焊接參數(shù)為峰值電流為160A、基值電流為80A；此時(shí)的焊接峰值電壓為為8.5V、基值電壓為可以為0～5V范圍內(nèi)選擇；焊接送絲速度的峰值為可在5～20inch/min范圍內(nèi)選擇、焊接送絲速度的基值可以在0～10inch/min范圍內(nèi)選擇、此時(shí)的焊接速度為3.5inch/min。對(duì)于保護(hù)氣體的流量正面在60～70L/min，背面保護(hù)保護(hù)氣體流量可在5～30L/min范圍選擇，保護(hù)氣體的流量與保護(hù)效果有關(guān)。
隨著焊道層數(shù)的增加，焊接截面尺寸(W)不斷增大，為了保證側(cè)壁良好的熔合，則在焊接過(guò)程中需要增加基值和峰值的電流和電壓。當(dāng)焊接到第五層時(shí)，焊接參數(shù)為焊接電流的峰值達(dá)到220A、焊接電流的基值為130A；焊接電壓的峰值達(dá)到10V、焊接電壓的基值可在0～5V范圍內(nèi)選擇；送絲速度的峰值為30inch/min、基值為25inch/min；焊接速度4.5inch/min。
對(duì)于基值范圍80A～130A中間值105A則是根據(jù)焊峰截面尺寸(W)的情況通過(guò)試驗(yàn)確定的；峰值電流范圍160A～220A中間值190A也是在焊接過(guò)程中根據(jù)焊接截面尺寸(W)的情況而確定的。
同樣在進(jìn)行焊縫填充和蓋面的時(shí)候，為了保證側(cè)壁良好熔合，根據(jù)焊縫金屬熔池與側(cè)壁的熔合情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整焊接工藝參數(shù)。
表2 同樣在進(jìn)行焊縫填充和蓋面的時(shí)候，為了保證側(cè)壁良好熔合，根據(jù)焊縫金屬熔池與側(cè)壁的熔合情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)整焊接工藝參數(shù)。
在剛開(kāi)始進(jìn)行焊道填充時(shí)由于焊縫截面尺寸W相對(duì)比較小所以采用的峰值電流為220A，隨著焊縫厚度的增加，焊焊縫截面尺寸的變寬，為了保證側(cè)壁良好的熔合焊接電流峰值達(dá)到最大值360A；對(duì)于焊接電流的基值130A～270A則也是根據(jù)焊縫截面尺寸W和側(cè)壁熔合情況作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。
在進(jìn)行焊道蓋面時(shí)，由于焊接應(yīng)力引起管道的軸向收縮變形，焊縫截面尺寸不斷變化的過(guò)程，所以焊接參數(shù)也有一個(gè)變化的范圍。
在管道從打底到蓋面的焊接過(guò)程中，焊接電流、電壓、送絲速度、焊機(jī)行走速度只有相互匹配，才能夠保證焊道的質(zhì)量。
第三優(yōu)選實(shí)施例以不銹鋼材料Z3CN20-09M938×100的管道進(jìn)行焊接工藝試驗(yàn)，焊接材料選用ER316LSi(或ER316L)0.8、1.0，坡口尺寸和型式如圖9所示。具體的焊接參數(shù)見(jiàn)表3。由于參數(shù)說(shuō)明與第一或者第二優(yōu)選實(shí)施例類(lèi)似，在此不用進(jìn)行詳細(xì)描述。
表3 上述優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)型式及其工藝參數(shù)不是限制性的。在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上，可以在不同的具體坡口型式和尺寸下選用不同規(guī)格的焊接材料所得到的相應(yīng)的焊接工藝參數(shù)。在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)，本發(fā)明技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在此基礎(chǔ)上可以對(duì)上述實(shí)施例在細(xì)節(jié)上作了許多變形、變化以及改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種用于大厚壁管道鎢極惰性氣體保護(hù)全位置自動(dòng)焊接方法，所述管道的直徑()≥325mm，壁厚(H3)≥40mm，包括步驟使所述管道母材的相對(duì)端部形成焊前組合坡口，所述組合坡口包括上坡口和下坡口，上坡口由上坡口角度(β)限定，下坡口包括由下坡口角度(α)限定的下鈍邊和從下鈍邊的底部突出的根部鈍邊，其中下坡口角度(α)大于上部坡口角度(β)，上鈍邊與下鈍邊相交，其中根部鈍邊高度(H1)的范圍為1.0mm～4mm，根部鈍邊寬度(W1)的范圍為1.5mm～4mm，上坡口的頂部寬度(W)的范圍為18mm～24mm，下坡口角度(α)的范圍為20°～60°；上坡口角度(β)的范圍為4°～10°；下坡口高度(H2)的范圍為8mm～25mm；組對(duì)間隙(G)的范圍為0～1.0mm；管道內(nèi)部鏜口寬度(W2)范圍為20mm～60mm，其中，所述焊接方法還包括步驟對(duì)根部鈍邊和下鈍邊的底部進(jìn)行打底焊接；對(duì)下鈍邊和上坡口進(jìn)行填充焊接，所述填充焊接為單層單道焊；以及對(duì)上坡口的頂部進(jìn)行蓋面焊接，蓋面焊接采用線(xiàn)性焊道或擺動(dòng)焊道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在打底焊接的步驟中，設(shè)定焊接電器的電壓基值范圍為0V～5V，電壓峰值的范圍為8.0V～10V，電流基值的范圍為80A～200A，電流峰值的范圍為150A～260A，焊絲的基值送絲速度為0～15inch/min，焊絲的峰值送絲速度為5～20inch/min，焊接的速度為2～5inch/min，焊絲直徑范圍為0.8mm-1.2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在填充焊接的步驟中，設(shè)定焊接電器的電壓基值范圍為0V～5V，電壓峰值的范圍為9V～12V，電流基值的范圍為100A～300A，電流峰值的范圍為180A～380A，焊絲的基值送絲速度為0～65inch/min，焊絲的峰值送絲速度為20～70inch/min，焊接的速度為2～6inch/min，焊絲直徑范圍為0.8mm-1.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在蓋面焊接的步驟中，設(shè)定焊接電器的電壓基值范圍為0V～5V，電壓峰值的范圍為9V～12V，電流基值的范圍為100A～240A，電流峰值的范圍為160A～280A，焊絲的基值送絲速度為0～55inch/min，焊絲的峰值送絲速度為15～60inch/min，焊接的速度為3～5inch/min，焊絲直徑范圍為0.8mm-1.2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在形成焊前組合坡口的步驟中，根部鈍邊高度(H1)的范圍為2mm～3mm，根部鈍邊寬度(W1)的范圍為2mm～3mm，上坡口的頂部寬度(W)的范圍為18mm～24mm，下坡口角度(α)的范圍為20°～40°；上坡口角度(β)的范圍為6°～8°；下坡口高度(H2)的范圍為15mm～25mm，根部鈍邊過(guò)渡圓弧半徑(R)范圍1.5mm～3mm，管材直徑()的范圍為680mm～1000mm、管材厚度范圍(H3)為40mm～100mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在打底焊接的步驟中，設(shè)定焊接電器的電壓基值范圍為0V～3V，電壓峰值的范圍為8.5V～10V，電流基值的范圍為80A～160A，電流峰值的范圍為160A～240A，焊絲的基值送絲速度為0～15inch/min，焊絲的峰值送絲速度為5～20inch/min，焊接的速度為3～5inch/min，焊絲直徑范圍為φ0.8mm-φ1.2mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在填充焊接的步驟中，設(shè)定焊接電器的電壓基值范圍為0V～3V，電壓峰值的范圍為9.5V～10.5V，電流基值的范圍為100A～240A，電流峰值的范圍為180A～340A，焊絲的基值送絲速度為30～65inch/min，焊絲的峰值送絲速度為35～70inch/min，焊接的速度為3～6inch/min，焊絲直徑范圍為φ0.8mm-φ1.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在蓋面焊接的步驟中，設(shè)定焊接電器的電壓基值范圍為0V～3V，電壓峰值的范圍為10V～12V，電流基值的范圍為110A～220A，電流峰值的范圍為170A～240A，焊絲的基值送絲速度為0～45inch/min，焊絲的峰值送絲速度為10～50inch/min，焊接的速度為3～6inch/min，焊絲直徑范圍為φ0.8mm-φ1.2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，所述管道的材料為下列材料中的一個(gè)不銹鋼、碳鋼、合金鋼，以及焊接的保護(hù)氣體為下列氣體中的一個(gè)氬氣、氦氣或氬氣和氦氣的混合惰性氣體，優(yōu)選的是，所述管道的材料為不銹鋼以及所述保護(hù)氣體為氬氣。
10.一種利用如權(quán)利要求1-9之一所述的焊接方法制造的管道，其特征在于，所述焊接管道的焊縫的填充焊接部分為單層單焊道，所述焊縫的外表面的寬度為10-13mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于大厚壁管道窄間隙鎢極惰性氣體保護(hù)全位置自動(dòng)焊接方法，所述管道的直徑≥325mm，壁厚大于等于40mm，包括步驟使所述管道母材的相對(duì)端部形成焊前組合坡口，對(duì)根部鈍邊和下鈍邊的底部進(jìn)行打底焊接，對(duì)下鈍邊和上坡口進(jìn)行填充焊接，所述填充焊接為單層單道焊，以及對(duì)上坡口的頂部進(jìn)行蓋面焊接，蓋面焊接可以采用線(xiàn)性焊道或擺動(dòng)焊道。本發(fā)明的方法具有焊接熔敷金屬的填充量小、焊接成本相對(duì)比較低、焊接效率高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B23K35/38GK101077547SQ200610121459
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月25日
發(fā)明者范群喜, 徐建魁, 韓乃山, 苑占波, 張偉棟, 唐識(shí) 申請(qǐng)人:中國(guó)核工業(yè)第二三建設(shè)公司