專利名稱：多絲埋弧多層多道焊接工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多絲埋弧多層多道焊接工藝。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的多絲埋弧技術(shù)一般采用單層單道雙面焊接，待焊接板的厚度較小，并且?guī)缀鯖]有低溫韌性及CTOD——Crack Tip Opening Displacement裂紋尖端張開位移(CT0D 標準米用BS7448-1991 Fracture mechanics toughness test斷裂力學韌性測試)要求，因而不能滿足海洋工程領(lǐng)域大厚板多層多道焊接。原有的單絲、雙絲埋弧技術(shù)，焊接效率低， 人工投入大。

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，而提供一種多絲埋弧多層多道焊接工藝，通過合理選擇焊材，設定合理焊接參數(shù)，控制熱輸入、預熱溫度和層間溫度， 有效防止焊接裂紋、熱影響區(qū)脆化、焊接接頭軟化問題出現(xiàn)，同時有效控制焊接變形，減少焊后矯正及變形調(diào)整工作量，提高焊接效率和質(zhì)量。本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實現(xiàn)的。本發(fā)明多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，焊接步驟包括(一 )焊前準備，包括制備焊接接頭坡口并清理、對施焊部位進行焊前預熱以及選定合適焊接材料；( 二 )設定焊接參數(shù)；(三)進行多絲埋弧多層多道焊接。前述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述焊前準備步驟中，制備的焊接接頭坡口形式為X或V型，采用砂輪機對坡口打磨清理直至露出金屬光澤，清理范圍是坡口施焊部位及其邊緣25 ± 5mm ;預熱區(qū)域為施焊部位及其周圍75 ± 5mm的范圍，預熱方法采用電阻加熱器或者拷把加熱。前述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述焊前準備步驟中，根據(jù)碳鋼鋼材選用匹配焊絲焊劑；碳鋼鋼材型號為D36或者E36，選用JW-I焊絲和SJlOl焊劑或者 LA-71焊絲和880M焊劑，焊絲直徑采用4. Omm ;與碳鋼鋼材型號為D36或者E36同等強度級別的鋼材，選用JW-I焊絲和SJlOl焊劑或者LA-71焊絲和880M焊劑，焊絲直徑采用4. 0mm。前述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述設定焊接參數(shù)包括(I) 采用四根焊絲同時共熔池焊接，四根焊絲的間距固定為第一根焊絲與第二根焊絲間距為 20mm，第二根焊絲與第三根焊絲間距為19mm，第三根焊絲與第四根焊絲間距為22mm ;第一根焊絲傾角為-12度，第二根焊絲傾角為O度，第三根焊絲傾角為12度，第四根焊絲傾角為25度；四根焊絲干伸長均為35至40mm ； (2)打底焊接采用單絲埋弧焊接，使用第二根焊絲焊接，電弧電壓為24-26V，電流為400-450A，焊接速度為400-500mm/min ； (3)填充和蓋面采用雙絲埋弧或者四絲埋弧焊接工藝，其中該雙絲埋弧焊接采用第二根、第三根焊絲焊接；第二根焊絲焊接時的電弧電壓為28-32V，焊接電流為500-600A ;第三根焊絲焊接時的電弧電壓為32-36V，焊接電流為500-650A，焊接速度為500-800mm/min ;該四絲埋弧焊接工藝第一根焊絲電弧電壓為30-32V，電流為750-900A ;第二根焊絲電弧電壓為32-35V，電流為700-850A ;第三根焊絲電弧電壓為34-37V，電流為650-800A ;第四根焊絲電弧電壓為 36-39V,電流為 600-750A ;焊接速度為 1350-1700mm/min。前述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述單絲埋弧焊接的熱輸入量在I. 0-2. 5KJ/mm之間，雙絲埋弧焊接的熱輸入量在2. 0-3. 5KJ/mm,四絲埋弧焊接的熱輸入量在3. 5-5. 5KJ/mm ;所述層間溫度小于250°C。前述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述焊接步驟包括焊后保溫處理或者焊后熱處理步驟。本發(fā)明多絲埋弧多層多道焊接工藝的有益效果，該工藝通過合理選擇焊材，設定合理焊接參數(shù)，嚴格控制熱輸入及預熱溫度和層間溫度等，有效防止焊接裂紋、熱影響區(qū)脆化、焊接接頭軟化問題出現(xiàn)，同時有效控制焊接變形，減少焊后矯正及變形調(diào)整工作量，提高焊接效率和質(zhì)量，還可降低工人勞動強度。采用本發(fā)明的多絲埋弧多層多道焊接工藝進行焊接的鋼材通過低溫韌性測試，即相應鋼材的-20°或-40°低溫沖擊，并且零攝氏度焊縫和熱影響區(qū)CTOD試驗結(jié)果均大于0. 15_。
具體實施例方式本發(fā)明多絲埋弧多層多道焊接工藝，其焊接步驟包括(一)焊前準備，包括制備焊接接頭坡口并清理、對施焊部位進行焊前預熱以及選定合適焊接材料；(二)設定焊接參數(shù)；(三)進行多絲埋弧多層多道焊接。本發(fā)明多絲埋弧多層多道焊接工藝，其中，焊前準備步驟中，制備的焊接接頭坡口形式為X或V型，采用砂輪機對坡口打磨清理直至露出金屬光澤，清理范圍是坡口施焊部位及其邊緣25±5mm;預熱區(qū)域為施焊部位及其周圍75±5mm的范圍，預熱方法采用電阻加熱器或者拷把加熱；根據(jù)碳鋼鋼材選用匹配焊絲焊劑；碳鋼鋼材型號為D36或者E36，選用 JW-I焊絲和SJlOl焊劑或者LA-71焊絲和880M焊劑，焊絲直徑采用4. Omm ;與碳鋼鋼材型號為D36或者E36同等強度級別的鋼材，選用JW-I焊絲和SJlOl焊劑或者LA-71焊絲和 880M焊劑，焊絲直徑采用4. 0mm。本發(fā)明多絲埋弧多層多道焊接工藝，其中，設定焊接參數(shù)包括(1)采用四根焊絲同時共熔池焊接，四根焊絲的間距固定為第一根焊絲與第二根焊絲間距為20mm，第二根焊絲與第三根焊絲間距為19mm，第三根焊絲與第四根焊絲間距為22mm ;第一根焊絲傾角為-12度，第二根焊絲傾角為0度，第三根焊絲傾角為12度，第四根焊絲傾角為25度；四根焊絲干伸長均為35至40mm ； (2)打底焊接采用單絲埋弧焊接，使用第二根焊絲焊接，電弧電壓為24-26V，電流為400-450A，焊接速度為400-500mm/min ； (3)填充和蓋面采用雙絲埋弧或者四絲埋弧焊接工藝，其中該雙絲埋弧焊接采用第二根、第三根焊絲焊接；第二根焊絲焊接時的電弧電壓為28-32V，焊接電流為500-600A ;第三根焊絲焊接時的電弧電壓為 32-36V，焊接電流為500-650A ;焊接速度為500-800mm/min ;該四絲埋弧焊接工藝第一根焊絲電弧電壓為30-32V，電流為750-900A ;第二根焊絲電弧電壓為32-35V，電流為700-850A ； 第三根焊絲電弧電壓為34-37V，電流為650-800A ;第四根焊絲電弧電壓為36-39V，電流為600-750A ;焊接速度為1350-1700mm/min。單絲埋弧焊接的熱輸入量在I. 0-2. 5KJ/mm之間， 雙絲埋弧焊接的熱輸入量在2. 0-3. 5KJ/mm,四絲埋弧焊接的熱輸入量在3. 5-5. 5KJ/mm ;所述層間溫度小于250°C。本發(fā)明多絲埋弧多層多道焊接工藝，其焊接步驟還可以包括焊后保溫處理或者焊后熱處理步驟。實施例對KCROP項目導管架制管進行焊接。樁腿齒條材質(zhì)為API 2H Gr. 50，此鋼材與型號為D36或者E36的碳鋼鋼材屬于同等強度級別，壁厚為38mm至60mm，使用本發(fā)明焊接工藝進行焊接一、焊前準備①制備坡口，打磨組對坡口，坡口形式為非對稱X型，坡口隙為0-lmm，鈍邊為 l-2mm，并對坡口及兩側(cè)25mm的范圍進行打磨清理清理，直至露出金屬光澤；②焊前預熱，對施焊部位及其周圍75mm的范圍內(nèi)進行預熱，最低預熱溫度為 65 °C，預熱方法采用火焰加熱；③焊接材料采用JW-I焊絲，直徑4. 0mm, SJlOl焊劑。二、采用多絲埋弧多層多道焊接工藝進行焊接，(I)層間溫度最高為250°C ；(2)采用四根焊絲同時共熔池焊接，四根焊絲的間距固定為第一根焊絲與第二根焊絲間距為20mm，第二根焊絲與第三根焊絲間距為19mm，第三根焊絲與第四根焊絲間距為22mm ;第一根焊絲傾角為-12度，第二根焊絲傾角為O度，第三根焊絲傾角為12度，第四根焊絲傾角為25度；四根焊絲干伸長均為35至40mm ；(3)打底焊接采用單絲埋弧焊接，使用第二根絲焊接，電弧電壓為24-26V，電流為 400-450A，焊接速度為 400-500mm/min ；(4)填充和蓋面為雙絲或四絲雙絲采用第二、三根絲焊接，焊接電弧電壓為 ①28-32V，②32-36V，雙絲焊接電流為①500-600A，②500-650A，焊接速度為500_800mm/ min ；四絲焊接電弧電壓為①30-32V，②32-35V，③34-37V，④36-39V，四絲焊接電流為 ① 750-900A，② 700-850A，③ 650-800A，④ 600-750A，焊接速度為 1350-1700mm/min。(5)單絲埋弧焊接的熱輸入量在I. 0-2. 5KJ/mm之間，雙絲埋弧焊接的熱輸入量在 2. 0-3. 5KJ/mm,四絲埋弧焊接的熱輸入量在3. 5-5. 5KJ/mm ;所述層間溫度小于250°C。(三)焊后對焊縫試樣進行性能檢測，焊接接頭各項指標符合AWSD1.1-2008 Structural Welding Code-Steel 鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范要求。本實施例中未進行說明的內(nèi)容為現(xiàn)有技術(shù)，故不再進行贅述。該工藝焊接速度高，其單位時間的熔敷金屬量可達40Kg/h，單絲埋弧焊單位時間熔敷金屬量僅為8-12kg/h，效率提高約3-4倍。在海洋工程制管行業(yè)中應用能大幅度提高海洋工程領(lǐng)域制管焊接效率，降低工人工作強度，節(jié)約成本。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，焊接步驟包括(一)焊前準備，包括制備焊接接頭坡口并清理、對施焊部位進行焊前預熱以及選定合適焊接材料；(二)設定焊接參數(shù)；(三)進行多絲埋弧多層多道焊接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述焊前準備步驟中，制備的焊接接頭坡口形式為X或V型，采用砂輪機對坡口打磨清理直至露出金屬光澤，清理范圍是坡口施焊部位及其邊緣25±5mm ;預熱區(qū)域為施焊部位及其周圍75±5mm的范圍，預熱方法采用電阻加熱器或者拷把加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述焊前準備步驟中，根據(jù)碳鋼鋼材選用匹配焊絲焊劑；碳鋼鋼材型號為D36或者E36，選用JW-I焊絲和 SJlOl焊劑或者LA-71焊絲和880M焊劑，焊絲直徑采用4. Omm ;與碳鋼鋼材型號為D36或者 E36同等強度級別的鋼材，選用JW-I焊絲和SJlOl焊劑或者LA-71焊絲和880M焊劑，焊絲直徑采用4. 0mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述設定焊接參數(shù)包括(1)采用四根焊絲同時共熔池焊接，四根焊絲的間距固定為第一根焊絲與第二根焊絲間距為20mm，第二根焊絲與第三根焊絲間距為19mm，第三根焊絲與第四根焊絲間距為 22mm ;第一根焊絲傾角為-12度，第二根焊絲傾角為0度，第三根焊絲傾角為12度，第四根焊絲傾角為25度；四根焊絲干伸長均為35至40mm ；(2)打底焊接采用單絲埋弧焊接，使用第二根焊絲焊接，電弧電壓為24-26V，電流為 400-450A，焊接速度為 400-500mm/min ；(3)填充和蓋面采用雙絲埋弧或者四絲埋弧焊接工藝，其中該雙絲埋弧焊接采用第二根、第三根焊絲焊接；第二根焊絲焊接時的電弧電壓為 28-32V，焊接電流為500-600A ;第三根焊絲焊接時的電弧電壓為32-36V，焊接電流為 500-650A，焊接速度為 500-800mm/min ；該四絲埋弧焊接工藝第一根焊絲電弧電壓為30-32V，電流為750-900A ;第二根焊絲電弧電壓為32-35V，電流為700-850A ;第三根焊絲電弧電壓為34-37V，電流為650-800A ;第四根焊絲電弧電壓為36-39V，電流為600-750A ;焊接速度為1350-1700mm/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或4所述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述單絲埋弧焊接的熱輸入量在I. 0-2. 5KJ/mm之間，雙絲埋弧焊接的熱輸入量在2. 0-3. 5KJ/mm,四絲埋弧焊接的熱輸入量在3. 5-5. 5KJ/mm ;所述層間溫度小于250°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多絲埋弧多層多道焊接工藝，其特征在于，所述焊接步驟包括焊后保溫處理或者焊后熱處理步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多絲埋弧多層多道焊接工藝，其焊接步驟包括(一)焊前準備，包括制備焊接接頭坡口并清理、對施焊部位進行焊前預熱以及選定合適焊接材料；(二)設定合理焊接參數(shù)；(三)進行多絲埋弧多層多道焊接；通過合理選擇焊材，設定合理焊接參數(shù)，控制熱輸入、預熱溫度和層間溫度，有效防止焊接裂紋、熱影響區(qū)脆化、焊接接頭軟化問題出現(xiàn)，同時有效控制焊接變形，減少焊后矯正及變形調(diào)整工作量，提高焊接效率和質(zhì)量。
文檔編號B23K9/18GK102581450SQ201210066510
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者曹軍, 李志剛, 楊尚玉, 楊炳發(fā), 欒陳杰, 汪春標, 王建強, 王洪亮, 陳寶潔, 韋寶成, 馬亞光 申請人:中國海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司