[發(fā)明專利]用于大直徑薄壁工件環(huán)縫的埋弧自動焊方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410722621.0
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104493343A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李占雷;銀潤邦;張濤;羅永飛;陳小明;楊會;朱超兵
• 申請（專利權(quán)）人: 東方電氣集團東方鍋爐股份有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/235
• 代理公司: 泰和泰律師事務(wù)所 51219
• 代理人: 孫恩源

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及薄壁工件的焊接，尤其是一種工件環(huán)縫的埋弧自動焊接方法。

背景技術(shù)

在煤氣化、環(huán)保設(shè)備及其它化工領(lǐng)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(jīng)常需要環(huán)縫焊接。大直徑容器環(huán)縫焊接前的準備工序是：在筒節(jié)端部加工出內(nèi)坡口，筒節(jié)卷制成形，焊接縱縫，筒節(jié)校圓，筒節(jié)組對放置在滾輪架上，手工焊點焊牢。進行環(huán)縫焊接時，先焊接內(nèi)壁環(huán)縫，然后外壁清根，再進行外壁環(huán)縫焊接，最后進行探傷檢查，確保焊接沒有缺陷，若有缺陷，再對缺陷處進行清理及補焊。

普通的環(huán)縫焊接，一般采用埋弧自動焊機完成，但是試著按照傳統(tǒng)的埋弧焊工藝指導來進行大直徑薄壁工件進行環(huán)縫焊接時，因其坡口尺寸較大，且采用的焊接參數(shù)如焊接電流、電壓和線能量較大，會造成較大的焊接變形，完全不能滿足制造要求。因此，目前，大直徑薄壁工件的環(huán)縫焊接都是采用焊條或氣保焊的方式，焊接效率低且焊接質(zhì)量無法保證，易產(chǎn)生缺陷，缺陷的返修往往又會影響到尺寸精度。因此反復進行缺陷處理與尺寸調(diào)校，加工效率低。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的焊接效率與焊接質(zhì)量不能兩全的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種環(huán)縫焊接質(zhì)量相對穩(wěn)定同時焊接效率較高的用于大直徑薄壁工件環(huán)縫的埋弧自動焊方法。

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，因此需要盡量減小導致變形的焊接應(yīng)力。對于直徑在600mm、壁厚為4～20mm的工件，根據(jù)現(xiàn)有的行業(yè)標準例如HG20583，如果采用埋弧自動焊，其推薦的坡口形式是V形坡口，坡口角度大于60°，這就導致熔覆金屬填充量較大，其采用的埋弧焊絲一般是直徑φ3.0mm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(yīng)力大大超出了環(huán)縫處所能承受的應(yīng)力，發(fā)生較大變形。如果從增加局部強度和減小焊接應(yīng)力兩方面同時入手，是否就能夠?qū)崿F(xiàn)大直徑薄壁工件環(huán)縫的埋弧自動焊呢？為此本申請的發(fā)明人進行了諸多試驗，得出了適合于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(yīng)力的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：用于大直徑薄壁工件環(huán)縫的埋弧自動焊方法，所述環(huán)縫位于相鄰的筒節(jié)之間，在筒節(jié)端部開設(shè)V型內(nèi)坡口，單邊坡口角度為20°～23°，坡口鈍邊高度為2～4mm，在距筒節(jié)的端面距離不超出200mm位置的筒節(jié)外圓上設(shè)有外箍，采用直徑φ2.5mm以下的埋弧焊焊絲。

在保證正常焊接前提下選用盡量小的焊接電流、焊接電壓進行埋弧自動焊。

更好的方案是，采用直徑φ1.6mm的埋弧焊焊絲。

所述外箍為環(huán)板，外箍上設(shè)置垂直于環(huán)板板面且同心間隔布置的筋板，筋板之間的間距B=400～500mm。

本發(fā)明的有益效果是：實現(xiàn)了大直徑薄壁工件環(huán)縫的埋弧自動焊，既保證了產(chǎn)品焊縫的質(zhì)量、控制了焊接變形，又大大提高了生產(chǎn)效率，尤其適合于直徑/壁厚比在150以上的大直徑薄壁工件。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法中應(yīng)用的坡口形式的示意圖。

圖2是本發(fā)明方法中外箍的安裝示意圖。

圖3是圖1的俯視圖。

圖中標記為：筒節(jié)1，坡口2，外箍3，筋板4，筒節(jié)內(nèi)壁11，筒節(jié)外壁12，坡口角度α，筒節(jié)壁厚δ，距離h，坡口底部間隙d。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明的用于大直徑薄壁工件環(huán)縫的埋弧自動焊方法，所述環(huán)縫位于相鄰的筒節(jié)1之間，在筒節(jié)1端部開設(shè)V型內(nèi)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°，采用相對于現(xiàn)有標準更小角度的內(nèi)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＝2～4mm，在距筒節(jié)1的端面距離h不超出200mm位置的筒節(jié)外圓上設(shè)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，且焊接時采用直徑φ2.5mm以下的埋弧焊焊絲。

在保證正常焊接前提下，宜選用盡量小的焊接電流、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(yīng)力和焊接變形。適宜的焊接參數(shù)是可以通過有限焊接試驗得到的。

根據(jù)焊接試驗，采用直徑φ2.5mm以下的埋弧焊焊絲，焊接變形在允許范圍，如果采用小于直徑φ2.5mm的埋弧焊焊絲，焊接的瞬時熱輸入更小，焊接應(yīng)力也相對小，但過細的焊絲不易實現(xiàn)自動穩(wěn)定送絲，因此，最好是采用直徑φ1.6mm的埋弧焊焊絲。