用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法
2023-10-08 23:26:44
用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法
【專利摘要】本發明涉及大直徑薄壁工件焊接領域，公開了一種環縫焊接質量相對穩定同時焊接效率較高的用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法，所述環縫位於相鄰的筒節之間，在筒節端部開設V型內坡口，單邊坡口角度為20°～23°，坡口鈍邊高度為2～4mm，在距筒節的端面距離不超出200mm位置的筒節外圓上設有外箍，採用直徑φ2.5mm以下的埋弧焊焊絲，在保證正常焊接前提下選用儘量小的焊接電流、焊接電壓進行埋弧自動焊。本發明的有益效果是：實現了大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊，既保證了產品焊縫的質量、控制了焊接變形，又大大提高了生產效率，尤其適合於直徑/壁厚比在150以上的大直徑薄壁工件。
【專利說明】用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及薄壁工件的焊接，尤其是一種工件環縫的埋弧自動焊接方法。
【背景技術】
[0002]在煤氣化、環保設備及其它化工領域，存在著很多大直徑薄壁容器，這些容器直徑大、而壁厚又較薄，加工這樣的容器時經常需要環縫焊接。大直徑容器環縫焊接前的準備工序是:在筒節端部加工出內坡口，筒節卷製成形，焊接縱縫，筒節校圓，筒節組對放置在滾輪架上，手工焊點焊牢。進行環縫焊接時，先焊接內壁環縫，然後外壁清根，再進行外壁環縫焊接，最後進行探傷檢查，確保焊接沒有缺陷，若有缺陷，再對缺陷處進行清理及補焊。
[0003]普通的環縫焊接，一般採用埋弧自動焊機完成，但是試著按照傳統的埋弧焊工藝指導來進行大直徑薄壁工件進行環縫焊接時，因其坡口尺寸較大，且採用的焊接參數如焊接電流、電壓和線能量較大，會造成較大的焊接變形，完全不能滿足製造要求。因此，目前，大直徑薄壁工件的環縫焊接都是採用焊條或氣保焊的方式，焊接效率低且焊接質量無法保證，易產生缺陷，缺陷的返修往往又會影響到尺寸精度。因此反覆進行缺陷處理與尺寸調校，加工效率低。
【發明內容】
[0004]為了克服上述的焊接效率與焊接質量不能兩全的不足，本發明所要解決的技術問題是提供一種環縫焊接質量相對穩定同時焊接效率較高的用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法。
[0005]大直徑薄壁工件，其直徑一般在600mm以上，而其壁厚一般僅為6?20mm，直徑和壁厚比一般在100以上，局部抗變形能力有限，因此需要儘量減小導致變形的焊接應力。對於直徑在600mm、壁厚為4?20mm的工件，根據現有的行業標準例如HG20583，如果採用埋弧自動焊，其推薦的坡口形式是V形坡口，坡口角度大於60。，這就導致熔覆金屬填充量較大，其採用的埋弧焊絲一般是直徑Φ3.0πιπι以上的埋弧焊焊絲，瞬時焊接熱輸入和總焊接熱輸入都較大，從而焊接應力大大超出了環縫處所能承受的應力，發生較大變形。如果從增加局部強度和減小焊接應力兩方面同時入手，是否就能夠實現大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊呢？為此本申請的發明人進行了諸多試驗，得出了適合於該類型工件進行埋弧自動焊的增加局部強度和減小焊接應力的方法。
[0006]本發明解決其技術問題所採用的技術方案是:用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法，所述環縫位於相鄰的筒節之間，在筒節端部開設V型內坡口，單邊坡口角度為20°?23°，坡口鈍邊高度為2?4mm，在距筒節的端面距離不超出200mm位置的筒節外圓上設有外箍，採用直徑Φ2.5mm以下的埋弧焊焊絲。
[0007]在保證正常焊接前提下選用儘量小的焊接電流、焊接電壓進行埋弧自動焊。
[0008]更好的方案是，採用直徑Φ 1.6mm的埋弧焊焊絲。
[0009]所述外箍為環板，外箍上設置垂直於環板板面且同心間隔布置的筋板，筋板之間的間距B=400?500mm。
[0010]本發明的有益效果是:實現了大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊，既保證了產品焊縫的質量、控制了焊接變形，又大大提高了生產效率，尤其適合於直徑/壁厚比在150以上的大直徑薄壁工件。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發明方法中應用的坡口形式的示意圖。
[0012]圖2是本發明方法中外箍的安裝示意圖。
[0013]圖3是圖1的俯視圖。
[0014]圖中標記為:筒節1，坡口 2，外箍3，筋板4，筒節內壁11，筒節外壁12，坡口角度α，筒節壁厚δ，距離h，坡口底部間隙d。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
[0016]如圖1、圖2和圖3所示，本發明的用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法，所述環縫位於相鄰的筒節I之間，在筒節I端部開設V型內坡口 2，加工坡口時控制單邊坡口角度為20°?23°，即控制坡口角度α =43±3°，採用相對於現有標準更小角度的內坡口，減少了熔覆金屬填充量，減小焊接熱量總輸入，坡口鈍邊高度H = 2?4_，在距筒節I的端面距離h不超出200mm位置的筒節外圓上設有外箍3，當然距離h不宜過小，以免影響焊接，建議h在150mm以上，且焊接時採用直徑Φ 2.5mm以下的埋弧焊焊絲。
[0017]在保證正常焊接前提下，宜選用儘量小的焊接電流、焊接電壓進行埋弧自動焊，從而減小焊接熱輸入，減小焊接應力和焊接變形。適宜的焊接參數是可以通過有限焊接試驗得到的。
[0018]根據焊接試驗，採用直徑Φ2.5mm以下的埋弧焊焊絲，焊接變形在允許範圍，如果採用小於直徑Φ2.5mm的埋弧焊焊絲，焊接的瞬時熱輸入更小，焊接應力也相對小，但過細的焊絲不易實現自動穩定送絲，因此，最好是採用直徑Φ 1.6mm的埋弧焊焊絲。
[0019]為簡便起見外箍3可以採用環板，且沿環板板面同心間隔布置有筋板4，筋板4之間的間距B = 400?500mm。外箍3也可以採用其它能夠增強環縫處抗變形能力的結構。
[0020]實施例:
如圖1、圖2、圖3所示，以同煤精餾塔器環縫埋弧自動焊接為例進行說明。
[0021]常壓精餾塔筒體材料為Q345R，筒節直徑Dn=4000mm，筒節壁厚δ = 18mm，長度49550mm;加壓精餾塔筒體材料為Q345R，筒節直徑Dn=3300mm，筒節壁厚δ = 16mm，長度40630mm。
[0022]環縫焊接的步驟為:
第一、刨環縫坡口，做成單邊角度為20° ~23°的V型內坡口，坡口鈍邊高度H = 3mm; 第二、筒節卷製成形、焊縱縫、校圓並立式擺放；
第三、在距筒節的端面距離h = 200mm的筒節外圓處加外箍，外箍為環板，且沿環板板面同心間隔布置有筋板4，筋板4之間的間距B = 500mm ；
第四、將筒節組對放置在滾輪架上，坡口底部間隙d ( 2_，手工焊點焊牢； 第五、內壁採用十字臂埋弧焊焊機焊接環縫，焊絲採用H10Mn2的直徑Φ 1.6mm細絲，調試後選取的焊接參數是:電流約230A，電壓29V，速度23cm/min，線能量為17.40KJ/cm,相當於採用同質直徑Φ 4.0mm焊條的線能量；
第六、外壁打磨清根；
第七、外壁採用十字臂埋弧焊焊機焊接環縫，焊絲採用H10Mn2的Φ 1.6mm細絲；
第八、射線探傷。
[0023]通過上述工藝順序，實現了大直徑薄壁容器環縫的埋弧自動焊焊接，不僅提高了效率、保證了焊接質量，而且很好地控制了變形。
【權利要求】
1.用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法，所述環縫位於相鄰的筒節(I)之間，其特徵是:在筒節(I)端部開設V型內坡口(2)，單邊坡口角度為20°?23°，坡口鈍邊高度(H)為2?4mm，在距筒節(I)的端面距離不超出200mm位置的筒節外圓上設有外箍(3)，採用直徑Φ2.5mm以下的埋弧焊焊絲。
2.如權利要求1所述的用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法，其特徵是:在保證正常焊接前提下選用儘量小的焊接電流、焊接電壓進行埋弧自動焊。
3.如權利要求1所述的用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法，其特徵是:採用直徑Φ 1.6mm的埋弧焊焊絲。
4.如權利要求1、2或3所述的用於大直徑薄壁工件環縫的埋弧自動焊方法，其特徵是:所述外箍(3)為環板，且沿環板板面同心間隔布置有筋板(4)，筋板(4)之間的間距(B)為.400 ?500mm。
【文檔編號】B23K9/235GK104493343SQ201410722621
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月3日 優先權日:2014年12月3日
【發明者】李佔雷, 銀潤邦, 張濤, 羅永飛, 陳小明, 楊會, 朱超兵 申請人:東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司