[發(fā)明專利]一種薄壁不銹鋼智能高效焊接方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711471359.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN108247228A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 他進(jìn)國;陶彥文;劉建平;李曉勇;張建曉;張凱翔;梁朋;付忠吉;林桂賢;陳燕舞;李彥青;王志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘭州蘭石重型裝備股份有限公司
• 主分類號(hào): B23K28/02
• 分類號(hào): B23K28/02;B23K9/167;B23K10/02;B23K101/06
• 代理公司: 蘭州中科華西專利代理有限公司 62002
• 代理人: 徐星

一種薄壁不銹鋼智能高效焊接方法，屬于機(jī)械制造業(yè)焊接領(lǐng)域，克服了現(xiàn)有技術(shù)缺陷。該方法使用P+T復(fù)合工藝焊接設(shè)備，即將等離子弧焊與鎢極氬弧焊通過自動(dòng)控制系統(tǒng)機(jī)械地結(jié)合在一起的焊接方法；在焊接的過程中，工件不動(dòng)、焊槍移動(dòng)；焊接過程可以同步完成等離子弧焊與鎢極氬弧焊，也可以分步完成；分步法先由等離子弧焊一次性焊透后，再由鎢極氬弧焊自動(dòng)填絲完成蓋面。當(dāng)板厚在3?8mm時(shí)，不需要開坡口，可使用同步法。當(dāng)板厚大于8mm時(shí)，需要開坡口，可使用分步法。該方法焊接質(zhì)量高，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型，大幅提高焊接效率，節(jié)約焊材，改善勞動(dòng)環(huán)境，廣泛適用于薄板不銹鋼容器的環(huán)縫縱縫以及板縫的焊接。

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械制造焊接領(lǐng)域，尤其涉及薄壁不銹鋼的焊接。

背景技術(shù)

不銹鋼由于具有良好的耐高溫耐腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于電力、石油化工、冶金等行業(yè)。按傳統(tǒng)的焊接工藝，在焊接薄壁不銹鋼時(shí)，一般采用手工鎢極氬弧焊、焊條電弧焊以及埋弧自動(dòng)焊，采用以上焊接方法都需要開坡口。由于不銹鋼相較于碳鋼熱導(dǎo)率小，線膨脹系數(shù)大、電阻率大，在采用焊條電弧焊以及埋弧自動(dòng)焊工藝焊接薄壁不銹鋼容器時(shí)，若焊接熱輸入量較大，會(huì)產(chǎn)生焊接變形；開坡口以及反面清根增加了生產(chǎn)成本。采用手工鎢極氬弧焊可以實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形，且其熱輸入量較小，但其效率太低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提供一種薄壁不銹鋼智能高效焊接方法。

一種薄壁不銹鋼智能高效焊接方法，使用P+T復(fù)合工藝焊接設(shè)備，即將等離子弧焊與鎢極氬弧焊通過自動(dòng)控制系統(tǒng)機(jī)械地結(jié)合在一起的焊接方法；在焊接的過程中，工件不動(dòng)、焊槍移動(dòng)；焊接過程可以同步完成等離子弧焊與鎢極氬弧焊，也可以分步完成；分步法先由等離子弧焊一次性焊透后，再由鎢極氬弧焊自動(dòng)填絲完成蓋面。

通過多次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論如下：

當(dāng)板厚在3-8mm時(shí)，不需要開坡口，可使用同步法。采用適當(dāng)?shù)暮附訁?shù)，實(shí)現(xiàn)等離子弧一次性穿透的打底焊，且背面成形良好，坡口如圖1所示；

當(dāng)板厚大于8mm時(shí)，需要開坡口，可使用分步法。實(shí)驗(yàn)證明：在8-12mm時(shí)若不開坡口進(jìn)行等離子打底焊，試件背面出現(xiàn)了未穿透；采用大規(guī)范小速度進(jìn)行等離子焊，試件可以穿透，但背面成形差，出現(xiàn)焊瘤，焊縫高度不能保證在合適的范圍內(nèi)。板厚在10-12mm時(shí)，開坡口可實(shí)現(xiàn)等離子打底焊一次性穿透；通過調(diào)節(jié)參數(shù)確定當(dāng)坡口鈍邊在6mm時(shí)，試件正反面成形最佳，且焊接參數(shù)在最合適的范圍內(nèi)。坡口如圖2所示。

實(shí)踐證明，采用等離子弧焊與鎢極氬弧焊復(fù)合焊接方法可對(duì)薄板不銹鋼環(huán)縫縱縫板縫實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的焊接，可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型，大幅提高焊接效率，節(jié)約焊材，改善勞動(dòng)環(huán)境。利用等離子電弧良好的小孔穿透能力，大幅提高焊接速度；TIG焊的自由電弧有良好的覆蓋能力，配合適量的填充金屬重熔，正面成形美觀，二者優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，達(dá)到又快又好的效果。

附圖說明

圖1當(dāng)板厚在3-8mm時(shí)，不需要開坡口；

圖2當(dāng)板厚大于8mm時(shí)，需要開坡口；

圖3試件正面形貌照片；

圖4試件背面形貌照片。

具體實(shí)施方式

案例：母材選用10mm厚的S30408不銹鋼，坡口如圖2所示，焊絲采用ER308L，規(guī)格φ1.0，母材及焊絲的化學(xué)成分及力學(xué)性能如表1所示；采用不銹鋼高效智能焊接方法，即焊接過程中將等離子弧焊與鎢極氬弧焊通過自動(dòng)控制系統(tǒng)機(jī)械地結(jié)合在一起進(jìn)行焊接，工藝參數(shù)如表2所示。

表1 母材及焊材化學(xué)成分及力學(xué)性能

表2 焊接工藝參數(shù)

用氬氣作為保護(hù)氣體，采用如表2所示規(guī)范參數(shù)焊接兩塊試件，所得試件焊縫正、背面成型形貌如圖3、圖4所示，焊縫正、背面成形美觀均勻，不需要焊后打磨清理。通過對(duì)焊接試板性能檢測(cè)，其結(jié)果完全符合要求。最重要的是每1000mm焊縫與SMAW相比節(jié)省近10倍的焊材，既減輕的勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，而且節(jié)約了焊材成本。給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，且提供較潔凈的焊接環(huán)境。該方法廣泛適用于薄板不銹鋼容器的環(huán)縫、縱縫及板縫的焊接。