專利名稱：：一種承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝。
背景技術(shù)：
：對于直徑8米以上的大型承壓容器焊縫的焊接，能適用埋弧焊的基本上都采用埋弧焊自動(dòng)焊接工藝，而對于埋弧焊不適用的焊縫，通常采用手工電弧焊接。手工電弧焊接不僅效率低，而且焊接質(zhì)量也受到認(rèn)為因素的影響，質(zhì)量不穩(wěn)定。為了提高焊接效率，保證焊接質(zhì)量，人們嘗試對承壓容器焊縫的焊接全部采用埋弧自動(dòng)焊工藝。由于埋弧焊只適用平縫焊接，因此工作人員將待焊接的容器放置到可以使容器轉(zhuǎn)動(dòng)的設(shè)備上，使待焊接容器臥倒并能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就可以使用高效率的埋弧焊工藝了。通常是將承壓容器放置到滾輪架上使之轉(zhuǎn)動(dòng)。但是隨著石油化工裝置的大型化乃至超大型化，容器的直徑不斷增大，但容器壁厚卻不需同比例增大，因此出現(xiàn)了容器壁板相對較薄的現(xiàn)象，若仍采用上述臥式埋弧自動(dòng)焊，則不僅需要在設(shè)備內(nèi)部或外部加設(shè)加固圈以保證容器筒體在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的穩(wěn)定性，而且，當(dāng)容器直徑達(dá)到八米以上時(shí)，設(shè)備主焊縫外側(cè)需要在10米以上的高空進(jìn)行焊接，施工安全性差，同時(shí)容器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)與滾輪接觸部位局部應(yīng)力過高，對容器材料造成損傷。鑒于此，此類焊縫的焊接仍舊以效率低下的手工電弧焊為主，這需要投入大量優(yōu)秀焊工，增加了設(shè)備制造的成本，而焊接質(zhì)量卻不能得到保證。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種焊接效率高、焊接質(zhì)量好的、用于大型承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為該承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于包括下述步驟①根據(jù)待焊接容器的材質(zhì)選用相匹配的焊絲；②采用二氧化碳和氬氣二元保護(hù)氣體，調(diào)節(jié)保護(hù)氣體中氬氣的比例為70_90v%，其余為二氧化碳；③根據(jù)帶焊接設(shè)備的材質(zhì)、壁厚確定焊接電流、電壓和焊接速度；④合通氣體保護(hù)焊機(jī)的電源，開始焊接；⑤焊接完畢后，對焊縫進(jìn)行焊后熱處理。所述焊絲的選擇原則是與所述帶焊接容器的化學(xué)成份相同，例如帶焊接容器有A、B、C三種組分組成，那么焊絲也有A、B、C三種組分組成；采用氬氣和二氧化碳二元保護(hù)氣體能夠有效提高焊縫的沖擊韌性；在帶焊接容器材質(zhì)和壁厚確定的情況下，焊接電流、電壓和焊接速度也隨之確定；而焊后的熱處理對不同的材質(zhì)有不同的要求，例如對低溫鋼采用的容器，其焊后熱處理通常是在540-580°C的溫度下處理1-4小時(shí)，而對耐熱鋼則是在690士14°C的溫度下處理2-4小時(shí)，處理時(shí)間和容器的壁厚和材質(zhì)有關(guān)。本發(fā)明由于采用了氬氣和二氧化碳二元保護(hù)氣體，可有效提高焊縫的沖擊韌性，確保了焊接質(zhì)量，同時(shí)由于采用埋弧焊替代了傳統(tǒng)的手工焊條焊接，焊接效率大大提高。為了提高焊接過程的自動(dòng)化，進(jìn)一步確保焊接質(zhì)量的均勻性，所述氣體保護(hù)焊機(jī)的焊槍可以放置在爬行小車上，所述爬行小車能沿在所述帶焊接容器的外壁上沿所述焊縫以一定的速率位移。通過爬行小車移動(dòng)的速率來控制焊接速率，焊接質(zhì)量均勻，焊接效率高。作為上述方案的改進(jìn)，可以在所述待焊接容器的外壁或內(nèi)壁上沿所述焊縫設(shè)置有軌道，所述爬行小車設(shè)置在該軌道上，通過軌道來保證爬行小車的運(yùn)行軌跡。為了方便軌道的安裝和拆卸，所述軌道為能夠吸附在所述待焊接容器的外壁或內(nèi)壁上的磁性軌道?；蛘哌€可以在所述軌道和所述待焊接容器的外壁或內(nèi)壁之間設(shè)有能將兩者吸附在一起的磁塊。由于焊縫通常有一定的寬度，焊接時(shí)需要在焊縫的寬度范圍內(nèi)擺動(dòng)焊絲，因此作為上述方案的改進(jìn)，可以在所述爬行小車上設(shè)有擺動(dòng)器，所述氣體保護(hù)焊機(jī)的焊槍放置在該擺動(dòng)器上。該擺動(dòng)器可以實(shí)用常規(guī)技術(shù)中的能擺動(dòng)的設(shè)施。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明能夠應(yīng)用于各種材料的、大直徑的承壓容器的環(huán)縫焊接，焊接效率高，焊接質(zhì)量好，尤其是二元保護(hù)氣體的使用，大大提高了焊縫的沖擊韌性，使大型、超大型承壓容器的制造質(zhì)量和進(jìn)度都能得到保證，且成本也相對較低。設(shè)備直徑越大本發(fā)明的效益越明顯。圖1為本發(fā)明實(shí)施例中焊接設(shè)備的立體示意圖；圖2為圖1中噴嘴、焊絲和導(dǎo)電嘴的局部放大平面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中焊接系統(tǒng)示意圖。具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。將該承壓設(shè)備焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)工藝應(yīng)用于100萬噸/年乙烯裝置的多臺(tái)OQMnNiDR塔器的環(huán)縫焊接中。塔器直徑8.2米，壁厚從24_40mm不等。如圖1所示，大型塔器通常是先將筒節(jié)組焊成若干大段，然后再分段合攏組焊成整體。圖1所示為將左右兩個(gè)分段進(jìn)行組焊，在承壓設(shè)備殼體1的外壁上距離分段合攏環(huán)縫20cm左右沿分段合攏環(huán)縫3平行固定磁性軌道2，在軌道2上放置爬行小車4，該爬行小車4由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過齒輪與磁性軌道上的齒條結(jié)合，通過調(diào)節(jié)爬行小車4面板上的按鈕，可以使爬行小車4在軌道2上以一定的速度勻速移動(dòng)。爬行小車4的移動(dòng)速度即為焊接速度。爬行小車4上面另安裝有擺動(dòng)器5，焊槍6則固定在擺動(dòng)器5上面，擺動(dòng)器5可帶動(dòng)焊槍6在垂直于焊縫方向?qū)崿F(xiàn)左右擺動(dòng)，以保證焊接質(zhì)量并使焊縫成型美觀。本實(shí)施例選用德國蒂森公司生產(chǎn)的低溫鋼用實(shí)芯焊絲，牌號(hào)為TUnionGMNi2(型號(hào)為ER80S-G(Ni2mod))，焊絲直徑Φ1.2mm，焊絲化學(xué)成分如表1所示。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>氬氣與二氧化碳體積比80%Ar+20%CO20調(diào)節(jié)焊接電流為180-260A，電弧電壓28-32V，焊接速度8.0-15.Ocm/min。如圖1分段合攏環(huán)縫的焊接時(shí)全位置焊接，因此在整個(gè)焊接過程中，需要焊接操作人員對焊接電流、電弧電壓和焊接速度進(jìn)行微調(diào)。本實(shí)施例中的焊機(jī)采用唐山松下生產(chǎn)脈沖氣體保護(hù)焊機(jī)，型號(hào)為500GL3。如圖3所示，將焊機(jī)7、混合氣體容器8和送絲機(jī)9進(jìn)行連接，然后將焊槍6固定在擺動(dòng)器5上并使焊絲10對向環(huán)縫3。啟動(dòng)焊機(jī)7，打開混合氣體容器8的閥門，在爬行小車4上設(shè)置好其移動(dòng)速度即焊接速度，按下焊接啟動(dòng)按鈕，混合氣體從噴嘴11中噴出，約3秒鐘后，送絲啟動(dòng)，形成電弧與焊接熔池，混合氣體將電弧和焊接熔池與外界隔開，同時(shí)爬行小車4開始行走，并在擺動(dòng)器5的帶動(dòng)下焊槍左右擺動(dòng)。根據(jù)待焊接容器的壁厚，可能需要多層焊接。爬行小車沿軌道行駛一圈后，該環(huán)縫的一層焊接即告完成與現(xiàn)有的手工焊接相比較其焊接效率本實(shí)施例中的直徑為8.2米、壁厚為40mm的一條分段環(huán)縫，若采用手動(dòng)電弧焊接，兩名焊工約需要兩天時(shí)間完成全部焊接工作，而若采用實(shí)芯焊絲GMAW工藝，則一名焊工不用一天即可以輕松完成，且焊縫外觀成型美觀；并且手工焊接后還需要進(jìn)行打磨，不僅需要另外增加時(shí)間，還需還增加打磨成本；而采用本實(shí)施例的工藝焊后不再需要打磨。焊接完畢后需要進(jìn)行消除應(yīng)力熱處理，本實(shí)施例中的熱處理溫度為540580°C，時(shí)間2-3小時(shí)。焊接時(shí)間是根據(jù)壁厚來確定的，每25mm的厚度需要1小時(shí)。熱處理后對焊縫進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)，本實(shí)施例中環(huán)縫在-70°C沖擊試驗(yàn)結(jié)果為焊縫區(qū)120-160J，熱影響區(qū)為160-240J，大大超過設(shè)計(jì)要求的34J指標(biāo)，完全滿足性能要求。本實(shí)施例中未涉及部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。權(quán)利要求一種承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于包括下述步驟①根據(jù)待焊接容器的材質(zhì)選用相匹配的焊絲；②采用二氧化碳和氬氣二元保護(hù)氣體，調(diào)節(jié)保護(hù)氣體中氬氣的比例為70-90v％，其余為二氧化碳；③根據(jù)帶焊接設(shè)備的材質(zhì)、壁厚確定焊接電流、電壓和焊接速度；④合通氣體保護(hù)焊機(jī)的電源，開始焊接；⑤焊接完畢后，對焊縫進(jìn)行焊后熱處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于所述氣體保護(hù)焊機(jī)的焊槍放置在爬行小車上，所述爬行小車能在所述待焊接容器的外壁或內(nèi)壁上沿所述焊縫的軌跡以一定的速率位移。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于所述的待焊接容器的外壁或內(nèi)壁上沿所述焊縫設(shè)置有軌道，所述爬行小車設(shè)置在該軌道上。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于所述軌道為能夠吸附在所述待焊接容器的外壁或內(nèi)壁上的磁性軌道。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于所述軌道和所述待焊接容器的外壁或內(nèi)壁之間還設(shè)有能將兩者吸附在一起的磁塊。6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一權(quán)利要求所述的承壓設(shè)備承壓焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于所述爬行小車上設(shè)有擺動(dòng)器，所述氣體保護(hù)焊機(jī)的焊槍放置在該擺動(dòng)器上。全文摘要本發(fā)明涉及到一種承壓設(shè)備焊縫實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊工藝，其特征在于包括下述步驟①根據(jù)待焊接容器的材質(zhì)選用相匹配的焊絲；②采用二氧化碳和氬氣二元保護(hù)氣體，調(diào)節(jié)保護(hù)氣體中氬氣的比例為70-90v％，其余為二氧化碳；③根據(jù)帶焊接設(shè)備的材質(zhì)、壁厚確定焊接電流、電壓和焊接速度；④合通氣體保護(hù)焊機(jī)的電源，開始焊接；⑤焊接完畢后，對焊縫進(jìn)行焊后熱處理。本發(fā)明由于采用了氬氣和二氧化碳二元保護(hù)氣體，可有效提高焊縫的沖擊韌性，確保了焊接質(zhì)量，同時(shí)由于采用埋弧焊替代了傳統(tǒng)的手工焊條焊接，焊接效率大大提高。文檔編號(hào)B23K9/16GK101811213SQ20091015329公開日2010年8月25日申請日期2009年11月2日優(yōu)先權(quán)日2009年11月2日發(fā)明者季偉明申請人:中國石油化工集團(tuán)公司;中國石化集團(tuán)寧波工程有限公司;中國石化集團(tuán)寧波技術(shù)研究院