[發明專利]一種優化數字焊機管線鋼埋弧焊工藝參數的方法

有效

• 申請號: 202010672205.X
• 申請日: 2020-07-14
• 公開（公告）號: CN111872523B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 曾德勝;唐子金;李慧;李君佐;孫榮華;馬有軍;蔡緒明;張新芳;左蘭蘭;蔡小青
• 申請（專利權）人: 中石化石油機械股份有限公司沙市鋼管分公司;中石化石油機械股份有限公司
• 主分類號: B23K9/18
• 分類號: B23K9/18;B23K9/12;B23K9/16;B23K31/12
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

本發明提供了一種優化數字焊機管線鋼埋弧焊工藝參數的方法。所述方法按如下步驟進行：1、計算焊接面能量；2、設置數字焊機參數；3、計算平板堆焊熔深h；4、計算內外焊熔深H；5、計算內外焊焊縫重合量e；6、計算焊縫單位時間焊絲熔敷量G；7、計算焊縫余高δ；8、綜合分析并兼顧焊縫面能量的取值范圍：100J/mm²Q≤220J/mm²，焊縫余高的取值范圍：0.5mm≤δ≤2.5mm，內外焊焊縫重合量的取值范圍為1.5mm≤e≤3.0mm，優化設計出數字焊機埋弧自動焊焊接規范以及焊接工藝參數。該方法通過建立數字焊機的埋弧焊工藝參數的數學模型，對管線鋼埋弧焊工藝參數進行優化設計，從而提高了鋼管質量，降低了生產成本，提高了效率。

技術領域

本發明涉及到焊接及鋼管焊接領域，特別涉及到一種優化數字焊機管線鋼埋弧焊工藝參數的方法。

背景技術

本世紀初以來，油氣輸送用管線鋼鋼管生產領域逐漸推廣全數字焊機，便于調節和采集焊接參數，提高了焊縫形貌質量，可減少人力陳本，節能降耗，為實現智能化制造工廠做出有力貢獻。數字化焊機和數字焊機比較而言，后者更有優勢。數字化焊機是在傳統模擬焊機的基礎上增加一些數字化控制的元器件和系統，以提高模擬焊機的參數精度，但其焊接質量受到模擬焊機本身器件和控制器件的性能影響，提高效果不明顯；數字焊機是全新設計的新型數字型智能埋弧焊機，其結構穩定，壽命長，采用微處理器進行控制，增加新的功能只需要修改軟件，不需要增加邏輯電路，代表了埋弧焊機行業的發展方向。但國內專利和文獻所描述的數字焊機其實是數字化焊機，在原有焊機的基礎上加一些控制電路系統以表明其先進性，在市場上還是國外大企業有能力生產和銷售數字焊機，比如德國、美國等，但該國外的設備，硬件和軟件都是不公開的，從而導致其原理和擴展性能不明確，價格和維護也較貴。為順應智能化制造的發展趨勢，提高對數字焊機的焊接性能研究水平，需要對數字焊機的焊接性能進行試驗和研究，并總結有效的經驗。

專利《優化設計管線鋼埋弧焊工藝參數的方法》(授權公告號CN 104923892)作為本公司在2015年申請的發明專利，其設計方法具有通用性，但其實際試驗數據來源于傳統模擬焊機，因此在數字焊機使用時設計的可操作性不強。需要重新試驗和歸納整理。

中石化石油機械股份有限公司沙市鋼管分公司曾德勝在2016年《焊管》第1期發表的《埋弧焊熔深變量的分析》的文章顯示，采用統計回歸分析方法對埋弧自動焊的平板熔深h和實際內外焊的熔深H進行了分析，主要滿足模擬焊機的焊接參數，其中的基本公式僅滿足螺旋純坡口焊接狀態。其基本方法不具有專利屬性。為降低成產成本、提高生產效率，需針對數字焊機埋弧焊管線鋼鋼管構建埋弧焊工藝參數的數學模型，實現數字焊機管線鋼管鋼管埋弧焊工藝參數的優化設計。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用公式計算出焊接面能量、重合量和焊縫余高，并滿足設定要求，來確定優化設計數字焊機管線鋼埋弧焊工藝參數的方法。本發明所需解決的技術問題是針對數字焊機埋弧焊管線鋼鋼管構建埋弧焊工藝參數的數學模型，實現數字焊機管線鋼管鋼管埋弧焊工藝參數的優化設計。

本發明的設計思想是建立熔深、熔化量數學模型，該模型適用于鋼級為A-X80的數字化焊機管線鋼埋弧焊工藝參數的數學模型，對數字焊機管線鋼埋弧焊工藝參數進行優化設計，實現數字焊機管線鋼鋼管埋弧焊工藝參數的精確設計，從而提高了鋼管質量，降低了生產成本，提高了效率。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種優化數字焊機管線鋼埋弧焊工藝參數的方法，其特征在于：所述方法按如下步驟進行：

(1)計算焊接面能量Q：焊接面能量由下列公式計算：