[發明專利]水下焊條半干式仰焊方法

有效

• 申請號: 201410172230.6
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN103962685A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 程方杰;張哲;王東坡;陶平;胡生輝
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B23K9/00
• 分類號: B23K9/00;B23K9/235;B23K9/32
• 代理公司: 天津才智專利商標代理有限公司 12108
• 代理人: 呂志英

技術領域

本發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

目前水下焊條電弧焊技術可以很容易地實現平焊(1G位置)和立焊(3G位置)的手工焊接作業，但是仰焊(4G位置)作業還存在很多困難。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。

本發明方法是在傳統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。

發明內容

針對現有技術中的不足，本發明的目的是提供一種水下焊條半干式仰焊方法，以實現水下濕法仰焊位置的良好焊接。

為實現上述目的，本發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：

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，選用美國broco公司生產的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的焊條放置于仰焊位置處的待焊工件坡口內，并持焊槍待焊；

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；

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；

5)陸上工作人員通過水下專用焊機調整好焊接參數，焊接參數選用120A的焊接電流和28-30V的焊接電壓，選用KEMPPI公司生產的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自動燃燒，直至燒完整根焊條，自動熄弧，焊接操作完畢。

本發明的效果是：

1、該方法可以實現以往難以實現的水下焊條仰焊位置焊接。

2、與傳統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水下濕法手工平焊相比，焊縫區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，降低了將近2/3。

3、與傳統水下濕法焊接方法相比，該方法操作簡單，無論有無焊接經驗的工作人員均可完成，可以省去焊工培養費用；

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，因此與傳統的方法相比，該方法工作環境較好，焊工的勞動強度降低；

附圖說明

圖1是本發明半干式仰焊方法中組部件裝配主視剖面圖；

圖2是本發明半干式仰焊方法中組部件裝配左視剖面圖；

圖3是本發明具體實施例組配圖的示意圖；

圖4是本發明焊后成形焊縫試樣。

圖中：

1、待焊工件2、隔水層3、彈性層4、壓塊5、焊條

6、焊縫7、捆綁帶

具體實施方式

結合附圖對本發明的水下焊條半干式仰焊方法加以說明。

本發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。一方面隔水層內充滿著海水，電弧還是在一個濕的環境中燃燒，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。