[發(fā)明專利]雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810104979.1
• 申請(qǐng)日: 2008-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101564785A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丁文斌;曹軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K9/095
• 分類號(hào): B23K9/095;B23K9/235;B23K9/18
• 代理公司: 天津三元專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 胡婉明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)，尤其涉及一種焊接前利用預(yù)熱磁場(chǎng)對(duì)焊絲和坡口進(jìn)行預(yù)熱，焊接同時(shí)利用電磁攪拌磁場(chǎng)和電磁熱處理外加電磁場(chǎng)的雙重作用，改變焊接熔池金屬的結(jié)晶狀況，從而改善焊縫成型質(zhì)量，提高焊接結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、韌度和使用壽命的雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝。

背景技術(shù)

雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝效率高，與手弧焊或單絲自動(dòng)焊接相比，提高生產(chǎn)效率可達(dá)2-4倍，極具生產(chǎn)應(yīng)用前景。目前，該行業(yè)開(kāi)發(fā)研制的雙絲自動(dòng)埋弧焊接設(shè)備及其焊接工藝正在逐步應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。由于雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝的熱輸入量較高，因此容易出現(xiàn)焊縫及近焊縫區(qū)晶粒粗大，合金元素?zé)龘p嚴(yán)重，焊縫內(nèi)出現(xiàn)成分偏析，焊縫微觀組織不均勻等不良影響。這些不良影響的結(jié)果是造成焊接變形較大，焊縫強(qiáng)度下降，焊縫及熱影響區(qū)的斷裂韌性(如CTOD值)降低，焊后需要進(jìn)行熱處理和焊接變形的矯正等，這樣會(huì)在一定程度上限制雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝及設(shè)備的應(yīng)用。另外，在研究開(kāi)發(fā)中發(fā)現(xiàn)隨著雙絲埋弧焊接熱輸入量的提高，X70管線鋼的焊縫和熱影響區(qū)(HAZ)沖擊韌性均呈下降趨勢(shì)。這種情況說(shuō)明，隨著焊接熱輸入量的增加，焊縫和HAZ的高溫停留時(shí)間延長(zhǎng)，促使晶粒粗大和先共析鐵素體增多并結(jié)成網(wǎng)狀，割裂了基體間的聯(lián)系，從而導(dǎo)致韌性下降。但如果選擇較低的熱輸入量，即焊接電流較低，則電弧熔透不足，造成焊縫根部成型不良，焊縫沖擊韌性也會(huì)出現(xiàn)降低的趨勢(shì)。如果采用較高的焊接速度，焊接熔池呈壓扁的橢球形，與母材的接觸面積較大。熔池金屬在冷卻時(shí)，晶粒優(yōu)先從與母材相連的半熔化區(qū)形核，并向液態(tài)金屬中生長(zhǎng)。焊接速度越快，晶粒生長(zhǎng)的方向與熔池移動(dòng)方向的夾角越接近90°，其結(jié)果造成晶粒以柱狀晶的方式向焊縫中心長(zhǎng)大，并與另一側(cè)的晶粒交匯于中心線上，焊縫中心不僅沒(méi)有等軸晶，而且聚集了大量的低熔點(diǎn)共晶體和雜質(zhì)，會(huì)對(duì)焊縫性能造成嚴(yán)重?fù)p害。因此，這些缺陷是雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝的研究開(kāi)發(fā)中需要解決的問(wèn)題。

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(diǎn)，而提供一種雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，其在焊接前利用預(yù)熱磁場(chǎng)對(duì)焊絲和坡口進(jìn)行預(yù)熱，焊接同時(shí)利用電磁攪拌磁場(chǎng)和電磁熱處理外加電磁場(chǎng)的雙重作用，改變焊接熔池金屬的結(jié)晶狀況、電弧形態(tài)以及焊絲金屬的過(guò)渡特性，保證焊絲與母材的充分熔合；有效避免產(chǎn)生未熔合、未焊透、氣孔、夾渣等焊接缺陷；增大焊道成型系數(shù)的調(diào)節(jié)范圍；減少對(duì)母材的熱輸入；進(jìn)一步提高焊接接頭的綜合機(jī)械性能。

本發(fā)明的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。

本發(fā)明雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，包括(1)焊件清潔和固定；(2)設(shè)定焊縫坡口；(3)設(shè)定焊接電流、焊接電壓、焊接速度、焊槍或者焊絲角度、送絲速度、焊絲直徑、焊劑輸送速度以及兩把焊槍在焊接方向上距離的工藝參數(shù)；(4)調(diào)整焊槍位置對(duì)焊接接頭進(jìn)行施焊；其特征在于：所述(3)設(shè)定焊接工藝參數(shù)中還包括設(shè)定預(yù)熱磁場(chǎng)勵(lì)磁電流、預(yù)熱磁場(chǎng)勵(lì)磁頻率、電磁攪拌磁場(chǎng)勵(lì)磁電流、電磁攪拌磁場(chǎng)勵(lì)磁頻率、熱處理磁場(chǎng)勵(lì)磁電流以及熱處理磁場(chǎng)勵(lì)磁頻率；所述(4)在焊接接頭處調(diào)整焊槍位置后，先啟動(dòng)預(yù)熱勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生預(yù)熱磁場(chǎng)對(duì)焊絲及坡口進(jìn)行預(yù)熱；雙絲埋弧焊槍在焊縫前方引弧板上引弧施焊同時(shí)，啟動(dòng)電磁攪拌勵(lì)磁線圈和電磁熱處理勵(lì)磁線圈，產(chǎn)生電磁攪拌磁場(chǎng)和電磁熱處理外加磁場(chǎng)；當(dāng)雙絲埋弧焊槍到達(dá)焊縫末端的息弧板時(shí)，焊槍息弧抬起，同時(shí)，電磁攪拌勵(lì)磁線圈和電磁熱處理勵(lì)磁線圈停止供電，完成焊接過(guò)程。

前述的雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，其中焊縫坡口形式為I字型、V字型、X字型、Y字型、U字型、雙面U字型或者K字型。

前述的雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，其中焊接接頭形式為對(duì)接、搭接或角接。

前述的雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，其中焊件材料為合金鋼、低碳鋼、不銹鋼或者黑色金屬及其合金。

前述的雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，其中墊板為銅墊板、碳鋼墊板、不銹鋼墊板或者陶瓷墊板。

前述的雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，其中預(yù)熱磁場(chǎng)勵(lì)磁電流為10-100A，預(yù)熱磁場(chǎng)電磁頻率為1Hz-1000Hz；所述電磁攪拌磁場(chǎng)勵(lì)磁電流為10-200A，電磁攪拌磁場(chǎng)電磁頻率為1Hz-1MHz；所述熱處理磁場(chǎng)勵(lì)磁電流為10-100A，熱處理磁場(chǎng)電磁頻率為1Hz-1MHz。

前述的雙絲自動(dòng)埋弧焊接工藝，其中外加預(yù)熱磁場(chǎng)、電磁攪拌磁場(chǎng)和熱處理磁場(chǎng)的施加方式為沿著焊縫縱向、焊縫橫向、焊縫上方或焊縫兩側(cè)進(jìn)行。