[發明專利]一種厚板深熔二道雙絲埋弧焊接方法

有效

• 申請號: 202110494371.X
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113210803B
• 公開（公告）日: 2022-03-01
• 發明（設計）人: 黃治軍;牟文廣;岳江波;崔雷;鄭紹鵬;李安平;陳浮
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵有限公司
• 主分類號: B23K9/095
• 分類號: B23K9/095;B23K9/18;B23K9/133
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 段姣姣

一種厚板深熔二道雙絲埋弧焊方法：焊接母材厚度：鋼板厚度≥20mm；匹配焊接材料：前焊絲直徑Φ3.2mm或4.0mm，后焊絲直徑Φ4.0mm，燒結焊劑CHF101；適用于所有坡口；鈍邊11~13mm；焊接工藝：確定焊縫的截面面積S；用關系式預測焊接線能量E；確定前焊絲及后焊絲焊接參數；進行焊接：a、采用雙絲先進行坡口較淺的小坡口面的焊接，且一道焊滿；在無需清根下進行采用雙絲對坡口較深的大坡口面焊接，其焊接參數確定的方式及工藝同于小面。本發明通過建立數學模型，既能保證在大鈍邊在焊接時熔深焊透，且得到滿意的焊縫成形，又使試驗周期相對短，試驗料消耗少。

技術領域

本發明涉及一種雙絲埋弧焊接方法，具體屬于鋼板厚度≥20mm及以上厚板的深熔二道雙絲埋弧焊接方法；其特別適用于鋼板厚度在20～35mm的二道雙絲埋弧焊接。

背景技術

埋弧焊具有效率高易于自動化的優點，適于焊接規則焊縫，其中免清根、單側一次焊滿工藝具有更高效率，在螺旋焊管等領域應用較多。

隨著各種工程不斷大型化、管線輸送能力提高，鋼板厚度≥20mm的應用越來越多，為實現高效焊接，在一些特定場合，焊接鈍邊設計較大，即由現有技術的5～7mm增加至11～13mm。在大鈍邊情況下要想實現一次焊，其對焊接條件要求較高，其中最關鍵的是要實現深熔透。

一次焊成工藝焊接參數的選擇非常重要，而焊接參數主要由焊接線能量決定，所以選擇焊接線能量是焊縫一次成形的關鍵。如果焊接線能量過高，則會形成焊穿或焊縫余高過大，甚至因線能量過大而惡化焊接熱影響區性能；如果焊接線能量過小，則會形成未焊透或未焊滿；這些都是不能允許的焊接缺陷。決定焊接線能量的因素很多，包括焊接坡口的各參數如深度、角度、鈍邊量，以及焊縫余高及寬度等因素，因此需要建立焊接工藝模型，以推演優化上述各種參數，得到滿意的焊縫成形。

大鈍邊坡口埋弧焊單側焊縫一次成形需要深熔透，在焊接工藝不當時極易出現未焊透、未填滿或焊縫過高的問題，這些均是焊接缺陷。焊縫未焊透及未填滿時，焊縫有效承載截面不足，易導致失效。相反地，如果焊縫余高過大，則易在焊縫處產生較大的焊接應力及應力集中，也易產生焊件的失效或其它問題，或造成焊穿或線能量過大熱影響區晶粒嚴重長大性能惡化。這些問題中，保證深熔焊透及預控線能量是要點。

對于厚板的雙道埋弧焊，目前鈍邊一般不超過7mm，與其匹配的焊接參數顯然難以焊透焊好鈍邊11～13mm的坡口，也不能通過簡單增加焊接線能量解決。應研究開發新工藝在鈍邊處形成窄而深的焊縫是當前的必要。

線能量的制定是一個非常復雜的問題，以往對于一次成形的線能量往往要通過多次實驗才能確定，其工序如下：坡口加工→焊接→焊縫探傷→試板解剖→磨樣觀察等過程。其存在的不足是每更改一次坡口尺寸，都需完成一次上述實驗的循環，實驗周期長，浪費大。

發明內容

本發明在于克服現有技術存在的不足，提供一種通過建立數學模型，既能保證在大鈍邊在焊接時熔深焊透，且得到滿意的焊縫成形，試驗周期相對短，試驗料消耗少的厚板深熔二道雙絲埋弧焊接方法。

實現上述目的的措施：

一種厚板深熔二道雙絲埋弧焊方法，其特征在于：其步驟：

1)焊接母材厚度：鋼板厚度≥20mm；

2)匹配焊接材料：前焊絲直徑Φ3.2mm或4.0mm，后焊絲直徑Φ4.0mm；焊劑為堿性燒結焊劑CHF101；

3)坡口形式：適用于所有坡口；鈍邊：11～13mm；

4)焊接工藝

A、確定焊縫的截面面積S，其按照以下公式(1)進行計算：

S＝1/2πc(a+btgα)+1/2π(a+btgα-K)(b+r) (1)

式中：