[發明專利]全自動9％Ni鋼中薄板立對接FCAW單面焊雙面成型工藝方法

有效

• 申請號: 201510318777.7
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN105081520B
• 公開（公告）日: 2017-09-26
• 發明（設計）人: 吳文烈;朱國斌;鄭惠錦;蘭玲;甘露;閻璐;宋金英
• 申請（專利權）人: 上海船舶工藝研究所
• 主分類號: B23K9/035
• 分類號: B23K9/035;B23K9/025;B23K9/16;B23K9/235;B23K33/00;B23K35/38;B23K9/022;B23K101/18;B23K103/04
• 代理公司: 上海世貿專利代理有限責任公司31128
• 代理人: 李浩東,王佳妮

技術領域

本發明涉及焊接工藝的技術領域，具體地說是一種全自動9％Ni鋼中薄板立對接FCAW單面焊雙面成型工藝方法。

背景技術

國內有關9％Ni等低溫鋼的焊接大多以手工電弧焊為主，特別是立對接位置下的焊縫，受焊接材料和焊接線能量的限制，未曾見過有過在立對接位置下采用自動焊的相關研究報道。而傳統的手工焊接，不僅操作繁瑣，同時由于人工操作，產品質量上存在參差不齊、穩定性差的缺點，而且還存在一些安全隱患。

如果采用自動焊接，對于單面焊雙面成型工藝，第一道打底焊接至關重要。難點在于既要防止在立對接位置下的未焊透與根部燒穿、又要保持正面焊縫余高合理，更何況Ni基焊材所成焊縫金屬粘度大、在重力作用下下淌不規則；倘若控制不當，除根部燒穿或未焊透之外，還易造成正面焊縫余高過大，甚至造成焊瘤。就單面焊雙面成型技術而言，焊透、根部燒穿與否均與坡口鈍邊厚度、間隙大小相關，立對接具體實施時液體金屬在根部間隙處于懸空，電磁力、等離子流力等電弧力一方面與液體金屬表面張力及重力在豎直方向建立起相應平衡，另一方面控制著液態金屬在水平方向、間隙內外的實際走向，而此電弧力卻很容易打破與表面張力及重力所共建的狀態平衡，致使未焊透、根部燒穿、焊瘤等諸多缺陷的出現。

發明內容

本發明的目的在于提供一種改進的全自動9％Ni鋼中薄板立對接FCAW單面焊雙面成型工藝方法，它可克服現有技術中焊縫不熔透、焊縫成型不佳、焊接材料浪費、焊接效率較低的一些不足。

為了實現上述目的，本發明的技術方案是：全自動9％Ni鋼中薄板立對接FCAW單面焊雙面成型工藝方法，其特征在于：所述的工藝方法包括如下步驟：a、兩塊需要焊接的9％Ni鋼中薄板單邊開對應坡口，并留有鈍邊厚度；b、兩塊需要對接焊接的9％Ni鋼中薄板組點焊裝配時保留間隙，形成Y型坡口，并對應根部間隙，在9％Ni鋼中薄板的反面附加陶瓷襯墊與反變形碼板；c、采用焊接機器人，使用藥芯焊絲氣體保護焊，在Y型坡口焊道內進行“矩形”軌跡擺動施焊，且在各焊道中部不做停留；d、9％Ni鋼中薄板焊前不預熱，各焊道層間溫度控制在150℃以下。

使用時，本發明以焊接機器人為實施手段，采用藥芯焊絲氣體保護焊(FCAW)，坡口采用Y型坡口，在留有適當間隙與鈍邊、反面附加陶瓷襯墊與反變形碼板的坡口焊道內，運用藥芯焊絲氣體保護焊(FCAW)，實現9％Ni鋼中薄板在立對接位置下的單面焊雙面成型自動化焊接，并確保各焊縫全熔透、各焊道厚度適宜、正反面焊縫成型良好、焊接過程飛濺極少，無損及力學性能檢測均符合相關要求；同時又能有效節省較多的焊接材料、工時,實現高效化焊接。

附圖說明

圖1為本發明一實施例的坡口結構示意圖。

圖2為本發明一實施例的坡口焊接順序結構示意圖。

圖3為本發明一實施例焊槍擺動軌跡示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述。

各附圖中各標號表示如下：1打底焊道、2填充焊道、3蓋面焊道、4蓋面焊道、5陶瓷襯墊、6反變形碼板、7 9％Ni鋼中薄板。

本發明將藥芯焊絲氣體保護焊(FCAW)應用于9％Ni等低溫鋼材料在立對接位置下的自動化焊接，可以作為消除之前焊接材料和焊接線能量相關限制的突破口。藥芯焊絲氣體保護焊(FCAW)，即選用現有含Ni約60％以上的Ni基型(Ni-Cr-Mo系合金)、牌號為UTP AF 6222Mo PW的藥芯焊絲作為焊接材料，利用其低溫韌性良好、線膨脹系數與9％Ni鋼相近、焊縫金屬為奧氏體等特點，再結合FCAW本身所具備焊接效率高、熔深較大優勢，在保證焊接線能量及焊縫低溫韌性的前提下，使得9％Ni等低溫鋼材料在立對接位置下的自動化焊接成為可能。

本發明所述的全自動9％Ni鋼中薄板立對接FCAW單面焊雙面成型工藝方法，其與現有技術的區別在于：所述的工藝方法包括如下步驟：a、兩塊需要焊接的9％Ni鋼中薄板單邊開對應坡口，并留有鈍邊厚度；b、兩塊需要對接焊接的9％Ni鋼中薄板組對點焊裝配時保留間隙，形成Y型坡口，并在9％Ni鋼中薄板的反面附加陶瓷襯墊與反變形碼板；c、采用焊接機器人，使用藥芯焊絲氣體保護焊，在Y型坡口焊道內進行“矩形”軌跡擺動施焊，且在各焊道中部不做停留；d、9％Ni鋼中薄板焊前不預熱，各焊道層間溫度控制在150℃以下。