[發明專利]一種鈦合金管道全位置等離子焊接工藝

有效

• 申請號: 201711373523.0
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN107838538B
• 公開（公告）日: 2020-05-15
• 發明（設計）人: 董春林;郭春富;劉丹;孫偉強;劉帛炎;易耀勇;鄭世達;易江龍;李蘇;牛犇;辛楊桂;任香會
• 申請（專利權）人: 廣東省焊接技術研究所(廣東省中烏研究院)
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02;B23K37/00;B23K101/06;B23K103/14
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 符瑩瑩

1.一種鈦合金管道全位置等離子焊接工藝，用于對材料為TA2、TC4，壁厚9毫米至16毫米，管徑108毫米以上的鈦合金管道進行焊接，其特征在于，包括如下步驟：

S1：對所述管道進行焊前處理，且需要對所述管道進行開坡處理；

S2：裝夾所述管道；

S3：設定焊接參數；

S4：開始焊接；

所述焊接參數包括：

內窺背面成型保護系統參數：設置內窺氣體保護裝置的旋轉運動速度與氣體保護流量，在焊接時與等離子焊槍同步運動，對焊縫背面成形進行氣體保護；

焊槍擺動裝置參數：設置焊槍擺角參數，焊接時可以隨時根據需要改變焊槍與管道切平面的角度；

電弧AVC跟蹤系統參數：設置在焊接過程中對電弧高度進行反饋調節參數，維持電弧穩定；

焊接保護拖罩：設置拖罩內保護氣體流量，在焊接過程中可以保護處于高溫狀態的焊接接頭；

送絲裝置：設置獨立送絲機構的送絲參數，可實現在焊接過程中有無填絲兩種模式下的焊接；

電弧擺動幅值：設置電弧擺動角度可在填絲焊的過程中使液態金屬均勻的展開，以填充到整個焊口，使焊縫成形良好；

其中，所述鈦合金管道全位置等離子焊接工藝包括打底焊、填充焊和蓋面焊，所述打底焊需要設定的參數包括焊接起始位置、焊槍傾角、脈沖基值電流、峰值電流、脈沖頻率、離子氣流量、占空比、保護氣體流量、拖罩氣流量、背保護氣流量和焊接速度，所述焊接起始位置∣α∣＜90°，所述焊接起始位置的夾角為焊接管道徑向平面內熔池與管道圓心所在直線與12點鐘方向的夾角；所述焊槍傾角∣β∣＜15°；所述脈沖基值電流40～210A，所述峰值電流150～420A，所述脈沖頻率1～100Hz，所述離子氣流量1～10L/min，所述占空比10～90％，所述保護氣體流量10～35L/min，所述拖罩氣流量25～95L/min，所述背保護氣流量25～85L/min，所述焊接速度70～300mm/min；

所述填充焊和蓋面焊需要設定的參數包括焊接起始位置、焊槍傾角、填充絲位置、脈沖基值電流、峰值電流、脈沖頻率、保護氣體流量、占空比、離子氣流量、拖罩氣流量、背保護氣流量、送絲速度、焊絲直徑、焊槍擺動幅度和焊接速度，所述焊接起始位置∣α∣＜90°，所述焊接起始位置的夾角為焊接管道徑向平面內熔池與管道圓心所在直線與12點鐘方向的夾角；所述焊槍傾角∣β∣＜15°；所述填充絲位置45°＜∣γ∣＜75°，所述填充絲位置的夾角為焊接管道徑向平面內焊槍所在直線相對于焊絲末端所在直線的夾角；所述脈沖基值電流40～110A，所述峰值電流80～420A，所述脈沖頻率1～100Hz，所述保護氣體流量1～25L/min，所述占空比10～90％，所述離子氣流量1～10L/min，所述拖罩氣流量25～95L/min，所述背保護氣流量10～35L/min，所述送絲速度0～4000mm/min，所述焊絲直徑為0.8～1.4mm，所述焊槍擺動幅度為：-25mm～+25mm，所述焊接速度70～300mm/min。

2.根據權利要求1所述的鈦合金管道全位置等離子焊接工藝，其特征在于，所述焊前處理包括打磨、清洗和擦拭，打磨的軸向長度為30毫米至50毫米，且所述管道的端口也需要打磨，然后對打磨過的部位進行清洗，清洗后的所述管道用丙酮擦拭。

3.根據權利要求2所述的鈦合金管道全位置等離子焊接工藝，其特征在于，打磨時需將所述管道打磨至出現金屬光澤。

4.根據權利要求1所述的鈦合金管道全位置等離子焊接工藝，其特征在于，在安裝所述管道時，需要焊接的兩個所述管道之間的距離b＜0.5毫米。

5.根據權利要求1所述的鈦合金管道全位置等離子焊接工藝，其特征在于，所述鈦合金管道全位置等離子焊接工藝還包括預實驗，所述預實驗用于測定穿孔型等離子弧的最低穿孔電壓。

6.一種鈦合金管道全位置等離子焊接工藝，用于對材料為TA2、TC4，壁厚3毫米至9毫米，管徑108毫米以上的鈦合金管道進行焊接，所述管道運用小孔型工藝一次焊接成形，其特征在于，包括如下步驟：

S1：對所述管道進行焊前處理；

S2：裝夾所述管道；

S3：設定焊接參數；

S4：開始焊接；

所述焊接參數包括：

內窺背面成型保護系統參數：設置內窺氣體保護裝置的旋轉運動速度與氣體保護流量，在焊接時與等離子焊槍同步運動，對焊縫背面成形進行氣體保護；

焊槍擺動裝置參數：設置焊槍擺角參數，焊接時可以隨時根據需要改變焊槍與管道切平面的角度；

電弧AVC跟蹤系統參數：設置在焊接過程中對電弧高度進行反饋調節參數，維持電弧穩定；

焊接保護拖罩：設置拖罩內保護氣體流量，在焊接過程中可以保護處于高溫狀態的焊接接頭；

送絲裝置：設置獨立送絲機構的送絲參數，可實現在焊接過程中有無填絲兩種模式下的焊接；

電弧擺動幅值：設置電弧擺動角度可在填絲焊的過程中使液態金屬均勻的展開，以填充到整個焊口，使焊縫成形良好；

其中，所述小孔型工藝需要設定的參數包括焊接起始位置、焊槍傾角、脈沖基值電流、峰值電流、脈沖頻率、離子氣流量、占空比、保護氣體流量、拖罩氣流量、背保護氣流量和焊接速度，所述焊接起始位置∣α∣＜90°，所述焊接起始位置的夾角為焊接管道徑向平面內熔池與管道圓心所在直線與12點鐘方向的夾角；所述焊槍傾角∣β∣＜15°；所述脈沖基值電流40～210A，所述峰值電流150～420A，所述脈沖頻率1～100Hz，所述離子氣流量1～10L/min，所述占空比10～90％，所述保護氣體流量10～35L/min，所述拖罩氣流量25～95L/min，所述背保護氣流量25～85L/min，所述焊接速度70～300mm/min。