水下焊條半干式仰焊方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水下焊條半干式仰焊方法，該方法包括步驟為：首先將接好線的水下專用焊機放置并連接妥當；將水下專用焊條固定于焊槍內(nèi)，接著兩名水下焊工潛入水中，一焊工將夾入焊槍內(nèi)的焊條放置于仰焊位置處的待焊工件坡口內(nèi)，并持焊槍待焊；另一焊工將隔水層和彈性層各一塊平行放置于壓塊上；然后另一焊工使隔水層與焊條緊密壓緊待焊，調(diào)整焊接參數(shù)，開啟焊接電源，引弧棒引弧專用焊條實施焊接，電弧引燃后在隔水層與待焊工件的狹小空間內(nèi)自動燃燒，自動熄弧，焊接操作完畢。本發(fā)明的效果是該方法實現(xiàn)水下焊條仰焊位置焊接，使焊縫區(qū)和熱影響的最高硬度分別從400HV10和250HV10降到了350HV10和210HV10，而焊后熔敷金屬擴散氫的含量45ml/100g降到了16ml/100g，降低焊工的勞動強度。
【專利說明】水下焊條半干式仰焊方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及水下焊接修復領域，特別是涉及一種水下焊條半干式仰焊方法。
【背景技術】
[0002]目前水下焊條電弧焊技術可以很容易地實現(xiàn)平焊(1G位置)和立焊(3G位置)的手工焊接作業(yè)，但是仰焊(4G位置)作業(yè)還存在很多困難。但是，在海洋油氣管道的維修、海洋結構設施等多處的修補，又經(jīng)常會遇到仰焊位置的焊接，因此需要設計出一種新型的焊接方法來解決此問題。
[0003]本發(fā)明方法是在傳統(tǒng)躺條焊的基礎上提出來的[1]。早些時候躺條焊主要應用在陸上焊接領域，最早將躺條焊應用于水下焊接的是日本，他們曾將躺條焊應用水下平焊和角焊兩個位置的焊接[2_3]。但未見有人成功將躺條焊應用于水下仰焊位置的焊接作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明的目的是提供一種水下焊條半干式仰焊方法，以實現(xiàn)水下濕法仰焊位置的良好焊接。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是提供水下焊條半干式仰焊方法，該方法包括有以下步驟:
[0006]I)首先將接好線的水下專用焊機放置于陸地上或者船舶上，然后從焊機的正負極分別引出兩條導線，伸入水中，一條導線與焊槍相連，另一條導線視為地線，與焊槍相連的導線接焊機的正極，另一導線接焊機的負極；
[0007]2)將水下專用焊條固定于焊槍內(nèi)，選用美國broco公司生產(chǎn)的UN-CS系列的水下專用焊條，接著兩名水下焊工潛入水中，一焊工將夾入焊槍內(nèi)的焊條放置于仰焊位置處的待焊工件坡口內(nèi)，并持焊槍待焊；
[0008]3)另一焊工將事先備好的隔水層和彈性層各一塊平行放置于壓塊上；所述彈性層與壓塊緊鄰，隔水層放置于彈性層之上；然后另一焊工將放有隔水層和彈性層的壓塊上放置焊條并壓緊焊條，使隔水層與焊條緊密壓緊，然后步驟2)的一焊工扶緊壓塊，以保持上述各部件相互位置；
[0009]4)步驟3)的另一焊工將視為地線的導線插入到毛氈和待焊工件之間，步驟2)的一焊工持視為地線的導線保持位置固定，接著步驟3)的另一焊工通過捆綁帶將壓塊和待焊工件一并捆綁扎緊，步驟2)的一焊工松開壓塊和視為地線的導線；
[0010]5)陸上工作人員通過水下專用焊機調(diào)整好焊接參數(shù)，焊接參數(shù)選用120A的焊接電流和28-30V的焊接電壓，選用KEMPPI公司生產(chǎn)的Master2850水下專用焊接電源；
[0011]6)陸上工作人員開啟焊接電源，步驟2)的一焊工通過一根金屬引弧棒引弧專用焊條，并與待焊工件短路，然后迅速提起引弧棒，電弧便被引燃，電弧引燃后在隔水層與待焊工件的狹小空間內(nèi)自動燃燒，直至燒完整根焊條，自動熄弧，焊接操作完畢。
[0012]本發(fā)明的效果是:[0013]1、該方法可以實現(xiàn)以往難以實現(xiàn)的水下焊條仰焊位置焊接。
[0014]2、與傳統(tǒng)水下濕法焊接方法相比，本方法焊接時時，由于焊條周圍沒有流動的水，以及隔水層和彈性層材料的保溫作用，會使得焊后的冷卻速度降低一半左右，這會使焊后的硬度以及擴散氫含量降低，試驗結果顯示與傳統(tǒng)水下濕法手工平焊相比，焊縫區(qū)和熱影響的最高硬度分別從400HV1(I和250HV1(I降到了 350HV1(I和2IOHVltl,而焊后熔敷金屬擴散氫的含量45ml/100g降到了 16ml/100g，降低了將近2/3。
[0015]3、與傳統(tǒng)水下濕法焊接方法相比，該方法操作簡單，無論有無焊接經(jīng)驗的工作人員均可完成，可以省去焊工培養(yǎng)費用；
[0016]4、由于整個焊接過程中焊工只需將工件裝配好和引燃電弧，而不需要自己施焊，因此與傳統(tǒng)的方法相比，該方法工作環(huán)境較好，焊工的勞動強度降低；
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明半干式仰焊方法中組部件裝配主視剖面圖；
[0018]圖2是本發(fā)明半干式仰焊方法中組部件裝配左視剖面圖；
[0019]圖3是本發(fā)明具體實施例組配圖的示意圖；
[0020]圖4是本發(fā) 明焊后成形焊縫試樣。
[0021]圖中:
[0022]1、待焊工件 2、隔水層 3、彈性層 4、壓塊 5、焊條
[0023]6、焊縫7、捆綁帶
【具體實施方式】
[0024]結合附圖對本發(fā)明的水下焊條半干式仰焊方法加以說明。
[0025]本發(fā)明的水下焊條半干式仰焊方法設計思想是基于:該方法在焊接過程中焊接電弧是在一個由柔性的隔水層與工件之間的一個狹小的空間中燃燒的。一方面隔水層內(nèi)充滿著海水，電弧還是在一個濕的環(huán)境中燃燒，另一方面，隔水層又能將電弧與周圍大量流動的水隔開，電弧周圍沒有可流動的水，這與普通的濕法焊接又不一樣，因此將其命名為半干式仰焊法。
[0026]如圖1、圖2所示，本發(fā)明的水下焊條半干式仰焊方法，該方法包括有以下步驟:
[0027]I)首先將接好線的水下專用焊機放置于陸地上或者船舶上，然后從焊機的正負極分別引出兩條導線，伸入水中，一條導線與焊槍相連，另一條導線視為地線，與焊槍相連的導線接焊機的正極，另一導線接焊機的負極；
[0028]2)將水下專用焊條固定于焊槍內(nèi)，選用美國broco公司生產(chǎn)的UN-CS系列的水下專用焊條5，接著兩名水下焊工潛入水中，一焊工將夾入焊槍內(nèi)的焊條放置于仰焊位置處的待焊工件坡口內(nèi)，并持焊槍待焊；
[0029]3)另一焊工將事先備好的隔水層2和彈性層3各一塊平行放置于壓塊4上；所述彈性層3與壓塊4緊鄰，隔水層2放置于彈性層3之上；然后另一焊工將放有隔水層2和彈性層3的壓塊4上放置焊條并壓緊焊條，使隔水層2與焊條緊密壓緊，然后步驟2)的一焊工扶緊壓塊4，以保持上述各部件相互位置；
[0030]4)步驟3)的另一焊工將視為地線的導線插入到毛氈和待焊工件之間，步驟2)的一焊工持視為地線的導線保持位置固定，接著步驟3)的另一焊工通過捆綁帶7將壓塊4和待焊工件I 一并捆綁扎緊，步驟2)的一焊工松開壓塊4和視為地線的導線；
[0031]5)陸上工作人員通過水下專用焊機調(diào)整好焊接參數(shù)，焊接參數(shù)選用120A的焊接電流和28-30V的焊接電壓，選用KEMPPI公司生產(chǎn)的Master2850水下專用焊接電源；
[0032]6)陸上工作人員開啟焊接電源，步驟2)的一焊工通過一根金屬引弧棒引弧專用焊條，并與待焊工件I短路，然后迅速提起引弧棒，電弧便被引燃，電弧引燃后在隔水層2與待焊工件I的狹小空間內(nèi)自動燃燒，直至燒完整根焊條，自動熄弧，焊接操作完畢。
[0033]所述隔水層2為毛氈制作的，彈性層3為海綿制作的，壓塊4選用Q345材料的制作的長方體鋼板。
[0034]本發(fā)明的水下焊條半干式仰焊方法是這樣實現(xiàn)的:
[0035]本發(fā)明的水下焊條半干式仰焊方法各部件的位置順序自上而下依次是待焊工件1、水下專用焊條5、隔水層2、彈性層3以及壓塊4。其中隔水層2的作用是為了將焊條與周圍流動的水隔開，增加電弧燃燒的穩(wěn)定性，降低焊后的冷卻速度，另外還起到強迫成形的作用。彈性層3的作用是為了壓上壓塊4時使焊條的各部位能受力更均勻些，使隔水層2與水下專用焊條5能更好的緊密接觸，從而提高隔水層2的隔水效果。
[0036]本發(fā)明的水下焊條半干式仰焊方法的實現(xiàn)過程是:
[0037]焊接時選用水下專用焊機，焊接電流為130A，焊條選用水下焊條，焊條直徑為
4.0mm,隔水層2選用毛氈，彈性層3選用海綿，壓塊4采用捆綁帶來固定。實驗時各部件的裝配圖如圖3所示。在焊前準備階段，首先將裝于焊槍內(nèi)的焊條放置于待焊工件之上，然后將固定有隔水層2和彈性層3的壓塊4從下方托住水下專用焊條5并緊緊的壓在待焊工件上，然后用捆綁帶將待焊工件I和壓塊4 一塊捆綁起來，以固定壓塊4使其壓緊海綿和毛氈。將焊接電源的正極連接到焊槍，負極與工件相連接。裝配完畢后，開啟焊接電源，并用一根金屬引弧棒碰觸焊條端部使其與待焊工件I短路從而引燃電弧，電弧引燃后就會在隔水層與待焊工件I的狹小空間內(nèi)自動燃燒，直至燒完整根焊條。整個焊接過程中，電弧一直在焊條端部和待焊工件I之間穩(wěn)定燃燒并隨著水下專用焊條5的熔化逐漸向焊條尾部移動，待整根焊條燃燒完畢后焊接自動停止。一次焊接完成后，毛氈靠近焊條的一面會有明顯的燒損和碳化，下一次焊接需要更換。而位于外側的海綿一般不會燒損可以重復多次使用。
[0038]焊后成形情況如圖4所示，可見焊縫表面光滑連續(xù)，熔敷金屬鋪展良好，紋路成形美觀。
【權利要求】
1.一種水下焊條半干式仰焊方法，該方法包括有以下步驟: 1)首先將接好線的水下專用焊機放置于陸地上或者船舶上，然后從焊機的正負極分別引出兩條導線，伸入水中，一條導線與焊槍相連，另一條導線視為地線，與焊槍相連的導線接焊機的正極，另一導線接焊機的負極； 2)將水下專用焊條固定于焊槍內(nèi)，選用美國tooco公司生產(chǎn)的UN-CS系列的水下專用焊條(5)，接著兩名水下焊工潛入水中，一焊工將夾入焊槍內(nèi)的焊條放置于仰焊位置處的待焊工件坡口內(nèi)，并持焊槍待焊； 3)另一焊工將事先備好的隔水層(2)和彈性層(3)各一塊平行放置于壓塊(4)上；所述彈性層(3)與壓塊(4)緊鄰，隔水層(2)放置于彈性層(3)之上；然后另一焊工將放有隔水層(2)和彈性層(3)的壓塊(4)上放置焊條并壓緊焊條，使隔水層(2)與焊條緊密壓緊，然后步驟2)的一焊工扶緊壓塊(4)，以保持上述各部件相互位置； 4)步驟3)的另一焊工將視為地線的導線插入到毛氈和待焊工件之間，步驟2)的一焊工持視為地線的導線保持位置固定，接著步驟3)的另一焊工通過捆綁帶(7)將壓塊(4)和待焊工件(I) 一并捆綁扎緊，步驟2)的一焊工松開壓塊(4)和視為地線的導線； 5)陸上工作人員通過水下專用焊機調(diào)整好焊接參數(shù)，焊接參數(shù)選用120A的焊接電流和28-30V的焊接電壓，選用KEMPPI公司生產(chǎn)的Master2850水下專用焊接電源； 6)陸上工作人員開啟焊接電源，步驟2)的一焊工通過一根金屬引弧棒引弧專用焊條，并與待焊工件(I)短路，然后迅速提起引弧棒，電弧便被引燃，電弧引燃后在隔水層(2)與待焊工件(I)的狹小空間內(nèi)自動燃燒，直至燒完整根焊條，自動熄弧，焊接操作完畢。
2.根據(jù)權利要求1所述的水下焊條半干式仰焊方法，其特征是:所述隔水層(2)為毛氈制作的，彈性層(3)為海綿制作的，壓塊(4)選用Q345材料的制作的長方體鋼板。
【文檔編號】B23K9/32GK103962685SQ201410172230
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年4月28日 優(yōu)先權日:2014年4月28日
【發(fā)明者】程方杰, 張哲 , 王東坡, 陶平, 胡生輝 申請人:天津大學