一种5%Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法技术

本发明专利技术涉及5%Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法，包括如下步骤：a、两块需要焊接的5%Ni钢中薄板单边开对应坡口，并留有钝边厚度；b、两块需要立对接焊接的5%Ni钢中薄板组对点焊装配时形成Y型坡口，Y型坡口反面附加反变形码板；c、采用焊接机器人，使用药芯焊丝气体保护焊，在Y型坡口焊道内进行“矩形”轨迹摆动施焊，且在各焊道中部不做停留，焊接方式为直流脉冲焊、双面焊接成型，钢中薄板正面施焊完毕后需进行反面清根处理，然后再进行反面焊接；d、5%Ni钢中薄板焊前不预热，各焊道层间温度控制在150℃以下。能确保立对接位置下的5%Ni钢中薄板正反面各焊缝在全自动焊接下全熔透、各焊道厚度适宜、正反面焊缝成型良好，进而达到高效焊接目的。

【技术实现步骤摘要】
一种5％Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法
本专利技术涉及焊接工艺的
，具体地说是一种5％Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法。
技术介绍
国内有关5％Ni等低温钢的焊接大多以手工电弧焊为主，焊接电源为交流电源，施焊时根据板厚及接头形式，采用多道焊、窄焊道、小规范焊接。受焊接材料和焊接线能量的限制，未曾见过有过5％Ni钢在立对接位置下采用国产药芯焊丝进行自动焊接的相关研究报道。而传统的手工焊接，不仅操作繁琐，同时由于人工操作，产品质量上存在参差不齐、稳定性差的缺点，而且还存在一些安全隐患。通常情况下，直流焊模式下的Ni基型药芯焊丝的熔滴过渡形式多为喷射过渡，在立对接位置下焊接时焊缝金属粘度大、不易向坡口两侧铺展而焊缝中部堆高的情况甚为突出，究其原因是因为直流焊模式下的喷射过渡临界电流值偏大，致使热输入量过大；再加上Ni基型药芯焊丝本身所形成的焊缝金属粘度大，立对接位置下的熔滴金属克服不了重力作用而下趟或中部堆高，最终使得熔池不可控，即使摆动施焊也无法显著改善。同时还存在焊接无法熔透，焊缝成型不佳，焊接过程中易产生飞溅的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种改进的5％Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法，它可克服现有技术中无法自动焊接、效率低下，同时焊接无法熔透，焊缝成型不佳的一些不足。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种5％Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法，其特征在于：所述的工艺方法包括如下步骤：a、两块需要焊接的5％Ni钢中薄板单边开对应坡口，并留有钝边厚度；b、两块需要立对接焊接的5％Ni钢中薄板组对点焊装配时保留间隙，形成Y型坡口，并对应根部间隙，在5％Ni钢中薄板的反面附加反变形码板；c、采用焊接机器人，使用药芯焊丝气体保护焊，在Y型坡口焊道内进行“矩形”轨迹摆动施焊，且在各焊道中部不做停留，焊接方式为直流脉冲焊、双面焊接成型，正面施焊完毕后需进行反面清根处理，然后再进行反面焊接；d、5％Ni钢中薄板焊前不预热，各焊道层间温度控制在150℃以下。使用时，本专利技术坡口采用Y型坡口，在留有适当间隙与钝边、反面附加反变形码板的坡口焊道内，使得焊枪在正反面各焊道施焊过程中进行“矩形”轨迹摆动施焊，而在各焊道中部不做停留，能确保立对接位置下的5％Ni钢中薄板正反面各焊缝在全自动焊接下全熔透、各焊道厚度适宜、正反面焊缝成型良好、焊接过程飞溅极少，无损及力学性能检测均符合相关要求；同时又能有效提高焊接效率，进而达到高效焊接目的。附图说明图1是本专利技术一实施例中坡口型式示意图。图2是本专利技术一实施例中焊道布置及背面清根示意图。图3是本专利技术一实施例中焊枪摆动轨迹示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的描述。各附图中各标号表示如下：1正面打底焊道、2正面填充焊道、3正面盖面焊道、4反面焊道、5反变形码板、65％Ni钢中薄板。本专利技术所述的一种5％Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法，其与现有技术的区别在于：所述的工艺方法包括如下步骤：a、两块需要焊接的5％Ni钢中薄板单边开对应坡口，并留有钝边厚度；b、两块需要立对接焊接的5％Ni钢中薄板组对点焊装配时保留间隙，形成Y型坡口，并对应根部间隙，在5％Ni钢中薄板的反面附加反变形码板；c、采用焊接机器人，使用药芯焊丝气体保护焊，在Y型坡口焊道内进行“矩形”轨迹摆动施焊，且在各焊道中部不做停留，焊接方式为直流脉冲焊、双面焊接成型，钢中薄板正面施焊完毕后需进行反面清根处理，然后再进行反面焊接；d、5％Ni钢中薄板焊前不预热，各焊道层间温度控制在150℃以下。a步骤中，所述的5％Ni钢中薄板指厚度在10-20mm范围的钢板，钢板单边加工留有1.5-2.5mm的钝边厚度；单边开对应坡口的角度范围为25-35°。更优化的方式中，钢中薄板单边加工留有1.8-2.2mm的钝边厚度，单边开对应坡口的角度范围为28-32°。b步骤中，Y型坡口角度范围为50-70°，其中10-15mm板厚范围内的5％Ni钢板所适宜的坡口范围为50-60°，而16-20mm板厚范围内的5％Ni钢板所适宜的坡口范围为60-70°，焊前点焊装配时保持2-3.5mm的间隙大小；c步骤中，焊接时，焊丝干伸长保持在13-15mm之间，焊丝处于各焊道中心位置并确保对准，焊丝端头距离引弧点2-3mm。所述的Y型坡口焊道内“矩形”轨迹摆动施焊是指从打底焊道至盖面焊道，在保证各焊道内焊枪摆动长度不变的情况下，相应调整摆动幅度和两侧停留时间的矩形轨迹焊接方法。c步骤中，正面各焊道施焊完毕之后，卸下反变形码板并进行反面清根处理，反面清根处理成型宽度为11-12mm、深度为3-4mm圆弧形凹槽，所述圆弧形凹槽位置与间隙相对应，反面清根处理完成后随即焊枪继续在圆弧形凹槽形成的反面焊道内进行“矩形”轨迹摆动施焊，反面焊道焊接完成后焊缝宽度为17-18mm，余高为3-4mm。c步骤中，焊接时，焊道逐层叠加，底部为打底焊道，中部为填充焊道，顶部为盖面焊道，焊道之间需进行清渣处理；反面焊道施焊完毕后亦进行表面清理。打底焊道摆动长度为1.5mm、摆幅大小为2.5mm、两侧停留时间均为0.25s，焊接电流为115-125A、焊接电压为16.2-17.5V、焊接速度为0.32m/min；填充焊道摆动长度为1.5mm、摆幅大小为4.5mm、两侧停留时间均为0.25s，焊接电流为125-140A、焊接电压为16.2-17.5V、焊接速度为0.35m/min；盖面焊道摆动长度为2mm、摆幅大小为5.5mm、两侧停留时间均为0.2s，焊接电流为130-140A、焊接电压为16.2-17.5V、焊接速度为0.5m/min；反面焊道摆动长度1.5mm、摆幅大小为5mm、两侧停留时间为0.25s，焊接电流为130-140A、焊接电压为16.2-17.5V、焊接速度为0.45m/min；以上各焊道施焊选用Ф1.2mm药芯焊丝，并配98％Ar+2％O2混合气为保护气体、气流量为18-19L/min。焊接时，采用直流脉冲焊和现有的Ni基型(Ni-Cr-Mo系合金)药芯焊丝、型号TMS-5T为焊接材料，98％Ar+2％O2混合气为保护气体。直流脉冲焊即在原有直流模式基础上，利用脉冲形成的不同热量输入率使得深熔与凝固交互进行，最终以总平均电流低于临界电流值(由滴状过渡变为喷射过渡的电流值)情况下，获得熔池可控的喷射过渡。脉冲控制过渡技术具有改善焊接热输入和喷射过渡的优点，可确保立对接情况下的Ni基型药芯焊丝熔滴金属能有效克服重力、向坡口两侧及纵深铺展的同时，又可提高熔敷效率。另外与脉冲控制过渡技术相匹配的98％Ar+2％O2混合气保护优势在于，在氩气中加入少量氧气，由于O2是表面活性元素，能降低液态金属的表面张力，使产生射流过渡的临界电流减小，细化熔滴尺寸，改善了熔滴过渡特性。另外，因混合气具有一定的氧化性，故能稳定和控制电弧阴极斑点的位置，这样可避免由于阴极斑点游动而使电弧产生飘动、熔滴过渡不稳、气体保护作用被破坏以及焊缝成型不规则和生成咬边、未熔合等问题。相应对焊缝作渗透检测与射线检测均未发现超标缺陷，分别满足CB3958/-2004/Ⅱ级与CB/T3558-2011BⅡ级的评定要求；焊接接头抗拉强度为576MPa，试验温度-115本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种5%Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法，其特征在于：所述的工艺方法包括如下步骤：a、两块需要焊接的5%Ni钢中薄板单边开对应坡口，并留有钝边厚度；b、两块需要立对接焊接的5%Ni钢中薄板组对点焊装配时保留间隙，形成Y型坡口，并对应根部间隙，在5%Ni钢中薄板的反面附加反变形码板；c、采用焊接机器人，使用药芯焊丝气体保护焊，在Y型坡口焊道内“矩形”轨迹摆动施焊，且在各焊道中部不做停留，焊接方式为直流脉冲焊、双面焊接成型，正面施焊完毕后需进行反面清根处理，然后再进行反面焊接；d、5%Ni钢中薄板焊前不预热，各焊道层间温度控制在150℃以下。

【技术特征摘要】
1.一种5%Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法，其特征在于：所述的工艺方法包括如下步骤：a、两块需要焊接的5%Ni钢中薄板单边开对应坡口，并留有钝边厚度,所述的5%Ni钢中薄板指厚度在10-20mm范围的钢板，钢中薄板单边加工留有1.8-2.2mm的钝边厚度，单边开对应坡口的角度范围为28-32°；b、两块需要立对接焊接的5%Ni钢中薄板组对点焊装配时保留间隙，形成Y型坡口，并对应根部间隙，在5%Ni钢中薄板的反面附加反变形码板；c、采用焊接机器人，使用药芯焊丝气体保护焊，在Y型坡口焊道内“矩形”轨迹摆动施焊，且在各焊道中部不做停留，焊接方式为直流脉冲焊、双面焊接成型，正面施焊完毕后需进行反面清根处理，然后再进行反面焊接,其中，正面各焊道施焊完毕之后，卸下反变形码板并进行反面清根处理，反面清根处理成型宽度为11-12mm、深度为3-4mm圆弧形凹槽，所述圆弧形凹槽位置与间隙相对应，反面清根处理完成后随即焊枪继续在圆弧形凹槽形成的反面焊道内进行“矩形”轨迹摆动施焊；焊接时，采用Ni基型Ni-Cr-Mo系合金药芯焊丝、型号TMS-5T为焊接材料，98%Ar+2%O2混合气为保护气体；d、5%Ni钢中薄板焊前不预热，各焊道层间温度控制在150℃以下。2.根据权利要求1所述的一种5%Ni钢中薄板立对接自动焊接工艺方法，其特征在于：b步骤中，Y型坡口角度范围为50-70°，其中10-15mm板厚范围内的5%Ni钢板所适宜的坡口范围为50-60°，而16-20mm板厚范围内的5%Ni钢板所适宜的坡口范围为60-70°，焊前点焊装配时保持2-3.5mm的间...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴文烈，朱国斌，郑惠锦，
申请(专利权)人：上海船舶工艺研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31