超窄间隙热丝TIG焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种超窄间隙热丝TIG焊接方法，其包括以下步骤：S1、对窗户板试板坡口进行加工及焊前装配工作；S2、对所述窗户板试板进行预热；S3、进行超窄间隙热丝TIG焊接的打底焊焊道排布；S4、设置打底焊接工艺参数，进行打底焊接。本发明专利技术超窄间隙热丝TIG焊接方法重点解决了窗户板超窄间隙热丝TIG焊接时，打底焊接困难、耗时长的问题，防止了焊接过程中极易产生的侧壁熔合不良、焊道不连续、焊缝成形差等焊接缺陷。从而实现了高效、高质量的窗户板超窄间隙打底焊接。并且提高了焊接质量与焊接效率、改善了劳动环境、减少预热次数、降低生产成本、具有很高的使用价值和经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及海洋工程装备领域，特别涉及一种超窄间隙热丝TIG焊接方法，应用于大型海洋钢结构粧腿的焊接制造。
技术介绍
在海洋工程装备领域中，粧腿是大型海洋钢结构(如自升式海洋石油钻井平台)的关键构件，其焊接质量将会直接影响到大型海洋钢结构的安全稳定性能。由于粧腿的焊接制造属于高强钢(Q690级)大厚板的焊接范畴(其中400ft自升式钻井平台粧腿窗户板厚度为82.55mm)，其焊接制造难度大、效率低。传统工艺采用手工焊条电弧焊方法进行焊接制造，焊前需进行预热，采用多层多道进行焊接，产品稳定性差，返修率高，焊接周期长，劳动强度大，生产环境恶劣。为此，提出一种采用超窄间隙热丝TIG焊接方法(非熔化极惰性气体钨极保护焊)实现粧腿窗户板的高效焊接制作。但是在实际焊接制作时，实际试板的坡口加工状态和现场装配状况往往会造成打底焊接困难，产生侧壁熔合不良、焊缝成形差等情况。这就需要耗费大量的时间与精力进行打底焊与打底修补焊。因此，急需一种适用于窗户板超窄间隙热丝TIG打底焊接工艺技术，以此提升焊接制作效率。为了实现窗户板全位置热丝TIG焊接的高效焊接制作，窗户板焊接采用超窄间隙形式的坡口和专用超窄间隙热丝TIG焊枪进行。图1为窗户板超窄间隙坡口的截面示意图，如图1所示，窗户板超窄间隙坡口截面之间的间隙为10mm，呈15°，母材10的宽度L2为82.55mm，衬垫板20的宽度L3为8mm。然而在进行打底焊接时，以下因素会增大打底焊接的操作难度:第一，由于焊接采用超窄间隙坡口形式，坡口根部宽度为10-llmm，焊枪宽度为8mm，可调整空间非常小，使得实际观察和调整难度增大。第二，为了实现窗户板的全位置焊接，采用热丝TIG进行焊接。由于该焊接方法的局限性，如钨极尖端与母材距离要求高(2-3_)、焊接填充量小、热输入低等，使得打底焊接往往会出现侧壁熔合不良、焊缝区组织淬硬、焊道不连续、焊缝成形差等焊接缺陷，这就增大了打底焊接的难度。第三，实际坡口加工状况以及现场装配状态也会增大打底焊接的操作难度。在进行坡口加工时，现场加工精度往往存在一定误差，在进行装配时，窗户板母材与衬垫板接触面凹凸不平，造成衬垫板与母材贴合不紧密，往往会存在I?2mm的装配间隙，会显著增大窗户板全位置热丝TIG打底焊接难度。第四，由于窗户板焊接属于全位置焊接，这使得焊接难度大大提高。第五，由于窗户板焊接属于高强钢焊接，焊接过程中如产生预热不足或热输入过低等情况，极易产生焊接裂纹以及淬硬组织等焊接问题，因此对焊接工艺提出了很高的要求。为此，本专利技术提出了一种采用热丝TIG来实现窗户板超窄间隙全位置焊接的高效打底焊接方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有技术中传统热丝TIG打底焊接操作难度高、加工精度差的缺陷，提供一种超窄间隙热丝TIG焊接方法。本专利技术是通过下述技术方案来解决上述技术问题的:一种超窄间隙热丝TIG焊接方法，其特点在于，其包括以下步骤:S1、对窗户板试板坡口进行加工及焊前装配工作；S2、对所述窗户板试板进行预热；S3、进行超窄间隙热丝TIG焊接的打底焊焊道排布；S4、设置打底焊接工艺参数，进行打底焊接；较佳地，所述步骤S1中还包括以下步骤:Sn、选用8mm厚的衬垫板，打磨所述窗户板试板坡口及近坡口表面30mm范围内的锈蚀和油污；S12、对所述窗户板试板坡口进行焊前装配；S13、将组对完成后的所述窗户板试板进行点焊固定。较佳地，装配完成后的所述窗户板试板坡口根部的间隙为1mm-11mm，所述窗户板试板坡口表面间隙为12mm_13mm。较佳地，所述衬垫板与所述窗户板之间的装配间隙小于等于1.5mm。较佳地，所述步骤&中所述窗户板试板进行125-175?预热。较佳地，所述步骤&还包括以下步骤:S31、先对所述焊道的一侧进行根部焊接；S32、对所述焊道的另一侧进行根部焊接；S33、对已完成焊接的两侧焊道进行TIG不填丝焊道修形。较佳地，所述步骤S33中修形之后的焊缝呈凹形。较佳地，所述打底焊接采用的焊丝直径为1.2mm，焊接时的送焊速度为850mm/mino较佳地，所述打底焊接采用99.99%的氩气作为保护气体，钨极尖端与母材之间的间距为2.5mm。较佳地，所述焊接电流为160A，电压为10V。本专利技术的积极进步效果在于:本专利技术超窄间隙热丝TIG焊接方法重点解决了窗户板超窄间隙热丝TIG焊接时，打底焊接困难、耗时长的问题，防止了焊接过程中极易产生的侧壁熔合不良、焊道不连续、焊缝成形差等焊接缺陷。从而实现了高效、高质量的窗户板超窄间隙打底焊接。并且提高了焊接质量与焊接效率、改善了劳动环境、减少预热次数、降低生产成本、具有很高的使用价值和经济效益。【附图说明】本专利技术上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变的更加明显，在附图中相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:图1为窗户板超窄间隙坡口的截面示意图。图2为本专利技术窗口板坡口的主视图。图3为本专利技术窗口板坡口的左视图。图4为图4中沿A-A线的剖视图。图5为传统打底焊焊缝成形的截面示意图。图6为本专利技术左侧根部焊接完成后焊道截面示意图。图7为本专利技术右侧根部焊接完成后焊道截面示意图。图8为本专利技术焊道修行之后的焊缝截面形貌示意图。图9为本专利技术焊道修形时电弧行走的路径示意图。图10为本专利技术矩形波电流的示意图。【具体实施方式】为让本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本专利技术的【具体实施方式】作详细说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其它不同于在此描述的其它方式来实施，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。本专利技术提出了一种超窄间隙热丝TIG焊接方法，其可以实现高强钢超窄间隙大厚板全位置高效打底焊接，适用于大型海洋钢结构(如自升式海洋石油钻井平台)粧腿的焊接制造领域。在实际大量焊接试验研宄的基础上，分析总结了打底焊接时缺陷产生的原因及影响因素，并归纳总结了打底焊接技术要点，从而专利技术了一种最佳的高效、高质量的打底焊接方法。图2为本专利技术窗口板坡口的主视图。图3为本专利技术窗口板坡口的左视图。图4为图4中沿A-A线的剖视图。如图2至图4所示，本专利技术一种超窄间隙热丝TIG焊接方法包括以下步骤:步骤一、对窗户板试板坡口进行加工及焊前装配工作。在进行多次窗户板超窄间隙热丝TIG全位置焊接的模拟计算和试验之后，总结归纳焊接变形与收缩，设计窗户板坡口尺寸。如图2所示，选用8mm厚的衬垫板，材质选用Q345B。所述窗口板坡口的外径Rl为222.25mm，宽度LI为82.55mm，厚度L4为38mm，坡口角度B为30°。在进行打磨所述窗户板试板坡口及近坡口表面30mm范围内的锈蚀和油污。装配完成之后，坡口根部间隙为10?11mm，坡口表面间隙为12?13mm，垫板与窗户板母材装配间隙小于等于1.5_。将组对完成后的所述当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超窄间隙热丝TIG焊接方法，其特征在于，其包括以下步骤：S1、对窗户板试板坡口进行加工及焊前装配工作；S2、对所述窗户板试板进行预热；S3、进行超窄间隙热丝TIG焊接的打底焊焊道排布；S4、设置打底焊接工艺参数，进行打底焊接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张华军，赵德龙，杜仕忠，包孔，汪兴隆，兰虎，贾小磊，田小林，
申请(专利权)人：上海振华重工集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31