一种埋弧焊中薄板背部不清根工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢结构制造领域，更具体地说，涉及一种埋弧焊中薄板背部不清根工 -H- 〇
【背景技术】
[0002] 压力容器制造业中，对中薄板埋弧焊多采用正面开V型坡口多道焊，反面碳弧气 刨清根多道焊。对于中薄板焊接自动化程度不高，一般需要手把电弧焊打底、埋弧焊焊接、 反面碳弧气刨清根打磨和埋弧焊焊接四个步骤。这使得埋弧焊不能完全实现自动化，增加 了焊接过程中的明弧刺激和碳刨过程中的噪音对操作工人的影响，同时也增加了焊接工作 周期，恶化了工人的劳动条件。
[0003] 在实际焊接过程中，焊缝的缺陷经常出现在第一道焊缝的根部。这其中原因是焊 丝具有一定的直径，在实际焊接过程中不可能伸到最根部如图1。而为了保证不打底自动焊 接时不击穿，又理所当然的在第一道焊缝使用小电流，这就使得焊缝不容易焊透。如何确保 在实际焊接过程中既保证焊透，又不击穿焊缝，成为无清根埋弧焊的难点。
[0004] 现有操作工艺存在生产效率低、成本高、环境污染严重的弊端，且工人操作劳动强 度较大，工作效率较低。目前还没有一种有效的工艺方案能够解决上述问题。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种生产效率高、成本较低、焊接质量稳定且环 境污染较少的埋弧焊中薄板背部不清根工艺。
[0006] 本发明公开了一种中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工艺，包括如下步骤：
[0007] 焊接前装配步骤，将中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口钝边尺寸为 4mm，错边量在Imm内，焊缝宽在0· 5mm之内；
[0008] 正面打底焊步骤，采用实芯焊丝气保焊焊接方式在坡口正面进行打底焊，焊接过 程中不烧穿焊缝；
[0009] 正面埋弧焊步骤，使用小电流在坡口正面进行埋弧焊；
[0010] 背面埋弧焊步骤，坡口背面在不进行清根的情况下采用大电流埋弧焊直接焊接。
[0011] 优选方案如下：
[0012] 正面打底焊步骤中使用的是直径为2. 5-3. 2mm的实芯焊丝，电流为300-350A，电 压为29-30V，焊接速度为340-360mm/min。
[0013] 正面埋弧焊步骤中使用的是直径为3. 2-4mm的实心焊丝，电流为400-420A，电压 为 29-31V，焊接速度为 360-380mm/min。
[0014] 背面埋弧焊步骤中使用的是直径为3. 2-4mm的实心焊丝，电流为400-420A，电压 为 29-31V，焊接速度为 360-380mm/min。
[0015] 中薄板的板厚为8-14mm。
[0016] 工作原理：
[0017] 1、坡口
[0018] 焊接件坡口越大，越容易焊接；但同时也增加填充金属的量和焊接的工作量；坡 口越小，越容易造成脱渣困难和焊接时焊缝中央出现冷裂纹，选择合适的坡口对焊接工作 至关重要。
[0019] 一般来说，常规X型坡口都是60°，为确保直接使用埋弧焊不击穿，还要留有4~ 6mm厚的钝边，组对不留间隙。
[0020] 对于中薄板（8~14_)来说，如果也拘泥于60°的坡口就会发现实际坡口非常 小，甚至焊丝都不能伸进焊缝。在这种情况下，可以控制坡口宽度来代替坡口角度。在中 薄板，坡口很小的情况下，控制角度很困难，而无论坡口角度多大，都能单道焊完，实际焊接 工作量的变化可以忽略不计。
[0021] 2、对接
[0022] 对于焊接而言，影响质量的对接装配间隙和错边量，这相当与直接改变了坡口的 形式。只要定位焊本身也是合格的焊缝，在使用埋弧焊焊接时可以不清除，同时保证整个焊 缝的合格，但定位焊必须选择在后焊的一侧。无论是纵缝还是环缝，定位在内侧都比较方 便，且能够保证定位焊的焊接质量。
[0023] 对于埋弧焊反面不清根焊的焊接而言，装配间隙直接影响第一道焊缝是否击穿， 在实际焊接工程中发现，大于〇. 5mm的对接很容易击穿，装配的间隙因此要严把对接关，对 接透光就不能直接进行埋弧焊焊接。
[0024] 装备的错边量将直接影响焊丝是否与焊缝在同一直线上，从而影响能否焊透，于 埋弧焊反面不清根焊的焊接要求错变量在Imm之内，这个要求大大超过了 GB150等相关标 准。事实证明，经过严格的卷圆、对接过程的控制，30_以下的钢板的错变量是能够控制在 Imm以下的。而30mm以上的钢板其刚性过大，强行对接将造成应力增大，而且板厚越厚，返 修的工作量也越大，因此也不能完全的排斥碳弧气刨，可以使用碳弧气刨对组装好的坡口 进行修正。
[0025] 3、焊接
[0026] 无清根埋弧焊必须使用焊缝跟踪仪，以确保焊接时焊丝一定对准焊缝中央。焊接 时首先焊接外侧（表1中的上部），8~16mm钢板因为比较薄，推荐使用以4mm的焊丝，以 使用常用的H10Mn2配SJlOl焊剂为例。其工艺参数如表2。其电流只能在表2所的±30A 之内变化，电压只能在±2V之内变化，熔敷金属的量可以通过速度调节。同样，板厚再增加 需要多层，多道焊接的，与使用清根的没有区别了。
[0027] 4、实际应用
[0028] 实践证明，使用焊缝跟踪仪焊接，并通过对焊接坡口、对接、焊接过程的严格控制， 对于IOmm~25mm厚的钢板使用埋弧焊中薄板背部不清根工艺可以将焊接的UT，RT合格率 控制在99. 5%左右。可以广泛运用于实际生产。对于30mm以上的钢板，随着焊接层数、焊 接工作量的增大，合格率有所下降，一旦返修，工作量也很大，需要慎用。
[0029] 本发明的有益效果在于：采用该工艺生产效率大大提高、且生产成本较低、焊接质 量稳定、环境污染较少，适合工艺推广使用。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明的实验钢板标号示意图。
[0031] 图中：1、A区，2、B区，3、C区，4、引弧区，5、AB过渡区，6、BC过渡区，7、熄弧区。
【具体实施方式】
[0032] 下面结合附图1对本发明的【具体实施方式】作进一步详细的说明，但本发明并不局 限于具体实施例。
[0033] 实施例1 :
[0034] 一、制定实验计划：实验组的变量包括：电流I、电压U、焊速V。
[0035] 二、将实验样板设计为：δ *1〇〇〇*1〇〇的板（δ = 8、10、12、14)组装时，控制错位 彡0. 5mm焊丝采用Η08ΜηΑΦ4,焊剂采用HJ431。正反面均采用单道单面焊。
[0036] X型坡口，坡口加工余量大，双面坡口，故成本节省最少。钝边设置为4mm，错边量 控制在Imm内，焊缝宽控制在0.5_之内，否则极容易击穿。其坡口形式（见表1)。
[0037] 表1X型坡口形式
[0038]
[0039] 三、制定实验数据表格：
[0040] 将试件δ *1〇〇〇*1〇〇均匀分成3段，由图1所示，依次分为A区1、B区2和C区3， 用试笔标出，则钢板被分为引弧区4, AB过渡区5, BC过渡区6和熄弧区7。操作埋弧焊时 只需调节电流即可，电压、焊速和钝边保持不变。可以节约测试钢板，并提高数据的说服性。
[0041] 一种中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工艺，包括如下步骤：
[0042] 焊接前装配步骤，将中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口钝边尺寸为 4mm，错边量在Imm内，焊缝宽在0· 5mm之内；
[0043] 正面打底焊步骤，采用实芯焊丝气保焊焊接方式在坡口正面进行打底焊，焊接过 程中不烧穿焊缝；
[0044] 正面埋弧焊步骤，使用小电流在坡口正面进行埋弧焊；
[0045] 背面埋弧焊步骤，坡口背面在不进行清根的情况下采用大电流埋弧焊直接焊接。
[0046] 控制可变数据，正面打底焊步骤中使用的是直径为2. 5-3. 2mm的实芯焊丝，电流 为300-350A，电压为28-30V，焊接速度为340-360mm/min。正面埋弧焊步骤中使用的是直径 为3. 2-4mm的实心焊丝，电流为400-420A，电压为29-31V，焊接速度为360-380mm/min。背 面埋弧焊步骤中使用的是直径为3. 2-4mm的实心焊丝，电流为400-420A，电压为29-31V， 焊接速度为360-380mm/min。中薄板的板厚为8-14mm。
[0047] 设计实验表格，统计数据如下：
[0048] 表2 X型坡口 8*1000*100正面参数表
[0049]
[0050] 表3 X型坡口 8*1000*100反面参数表
[0051]
[0052] 表4 X型坡口 10*1000*100正面参数表
[0053]
[0054] 表5 X型坡口 10*1000*100反面参数表
[0055]
[0056] 表6 X型坡口 12*1000*100正面参数表
[0057]
[0058] 表7 X型坡口 12*1000*100反面参数表
[0059]
[0060] 表8 X型坡口 14*1000*100正面参数表
[0061]
[0062] 表9 X型坡口 14*1000*100反面参数表
[0063]
[0064] 总结：根据表格参数实验，通过外观筛选实验组，除去烧穿组，其余全部进行 100% RT检测，根据表格记录缺陷，并逐步讨论缩小参数范围，重复实验，直至获得满意参 数。由参数制定新工艺的参数，并呈报上级经批准后投入生产。
【主权项】
1. 一种中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工艺，其特征在于包括如下步骤： 焊接前装配步骤，将中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口钝边尺寸为4mm，错 边量在Imm内，焊缝宽在0? 5mm之内； 正面打底焊步骤，采用实芯焊丝气保焊焊接方式在坡口正面进行打底焊，焊接过程中 不烧穿焊缝； 正面埋弧焊步骤，使用小电流在坡口正面进行埋弧焊； 背面埋弧焊步骤，坡口背面在不进行清根的情况下采用大电流埋弧焊直接焊接。2. 根据权利要求1所述的一种中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工艺，其特征在 于：所述的正面打底焊步骤中使用的是直径为2. 5-3. 2mm的实芯焊丝，电流为300-350A，电 压为28-30V，焊接速度为340-360mm/min。3. 根据权利要求1所述的一种中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工艺，其特征在 于：所述的正面埋弧焊步骤中使用的是直径为3. 2-4mm的实心焊丝，电流为400-420A，电压 为 29-31V，焊接速度为 360-380mm/min。4. 根据权利要求1所述的一种中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工艺，其特征在 于：所述的背面埋弧焊步骤中使用的是直径为3. 2-4mm的实心焊丝，电流为400-420A，电压 为 29-31V，焊接速度为 360-380mm/min。5. 根据权利要求1所述的一种中薄板X型坡口埋弧焊反面不清根焊接工艺，其特征在 于：所述的中薄板的板厚为8-14_。
【专利摘要】本发明涉及钢结构制造焊接领域，更具体地说，涉及一种埋弧焊中薄板背部不清根工艺。包括如下步骤：焊接前装配步骤，将中薄板采取火焰切割形成X型坡口，所述坡口钝边尺寸为4mm，错边量在1mm内，焊缝宽在0.5mm之内；正面打底焊步骤，采用实芯焊丝气保焊焊接方式在坡口正面进行打底焊，焊接过程中不烧穿焊缝；正面埋弧焊步骤，使用小电流在坡口正面进行埋弧焊；背面埋弧焊步骤，坡口背面在不进行清根的情况下采用大电流埋弧焊直接焊接。有益效果在于：采用该工艺生产效率大大提高、且生产成本较低、焊接质量稳定、环境污染较少，适合工业推广使用。
【IPC分类】B23K9/16, B23K7/00, B23K9/235, B23K9/18
【公开号】CN104942412
【申请号】CN201510232335
【发明人】贾寅辉, 马鹏
【申请人】青岛石化检修安装工程有限责任公司
【公开日】2015年9月30日
【申请日】2015年5月8日