一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法专利检索

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一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法专利检索

2024-06-25 00:32| 来源: 网络整理| 查看: 265

1.一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:包括以下步骤:A、焊前准备,包括以下分步骤:A1) 确定焊接执行标准;A2) 确定钢铝接头及接管的规格、焊材规格、牌号及气体执行标准;A3) 选择工具及配件;A4) 管件、钢铝接头及工具和机器的验收检查;A5) 对管件进行划线并进行尺寸检查;A6) 对管件切割下料,切口端面与管件轴线的垂直度符合标准规定要求;A7) 对需焊接的管件切口端面加工坡口,坡口角度为30°‑32°,钝边为0.5‑1mm ;当管件壁厚大于21.95mm时,坡口机加工成根部为R=8mm的“U”型阶梯坡口,根部厚度为18‑20mm范围,坡口角度20°,根部以上的部位坡口角度为10°,根部钝边为0 2mm;~A8) 将坡口面内外表面20mm范围内杂物清除干净,露出金属光泽;A9) 检查管件内部的充氩装置运行是否符合工艺要求;B、将需要焊接的管件与钢铝接头进行组对,包括以下分步骤:B1) 确认组对用的工装卡具与管件材质相同或相同组别,需要用到点固块时也要确认所用点固块与管件材质相同或相同组别;B2) 确认铝材侧的组对衬垫环的材质与铝管件材质相同;B3) 确认组对衬垫环的材料规格如下:B31) 壁厚δ≤6mm的铝管,采用宽30mm、厚4mm的铝板加工成组对衬垫环;B32) 壁厚6mm<δ≤12mm的铝管,采用宽40mm、厚4mm的铝板加工组对衬垫环;B33) 壁厚12mm<δ≤18mm的铝管,采用宽45mm、厚4mm的铝板加工组对衬垫环;B34) 壁厚18mm<δ≤26mm的铝管,采用宽50mm、厚4mm的铝板加工组对衬垫环;B4)将不锈钢管件和铝管件分别与钢铝接头的不锈钢侧端和铝侧端组对B5)检查组对管段同轴度,内错边小于壁厚的10%,且小于等于1mm;C、将钢铝接头两侧坡口焊缝进行点固焊:D、焊前对外界客观因素进行检查;E、坡口焊缝焊接:先焊钢铝接头铝材侧的坡口焊缝,再焊钢铝接头的不锈钢侧的坡口焊缝;E1)铝材侧坡口焊缝焊接E11)确定打底焊的起弧位置、施焊位置和施焊方向:E12)采用手工钨极氩弧焊对铝材进行焊接,交流,左焊法,线性焊道,压道焊,多层多道焊,控制道间温度;跟踪并控制钢铝接头的铝材侧颈部温度;根据焊缝的类型选择对应的施焊方法进行施焊;E121)确定焊接工艺参数满足以下要求:焊接电流250‑350A;焊接电压33‑37V;焊接速度12‑20cm/min;正面保护气体流量15‑25L/min;焊道的最高道间温度≤80℃;每道熔覆金属的施焊期间,在熔池坡口边缘的直边颈部用点温计跟踪测量,测量温度≤200℃;E122)当环境温度为‑20℃ 0℃时,对铝管件进行预热,预热温度40 50℃;~ ~E123)焊道之间的缺陷需要打磨清理;E13)铝侧坡口的打底层焊道焊接;E14)铝侧坡口的填充层焊接;E15)铝侧坡口的盖面层焊接;E16)在上述整个焊接过程中,握紧焊把,左焊法,焊枪轴线与法线夹角不大于10°,手腕带动焊把线性移动,保持动作平稳均匀,电弧长度控制在4 7mm之间;选择逆着焊接前进方~向送丝,焊丝轴线与焊接前进方向的夹角不大于±8°;焊丝轴线与熔池边缘平面的夹角不大于15°;送丝的方式为断续点状往复送丝时,焊丝端头不要离开氩气保护区;为连续送丝时,焊丝端头仅给到熔池边缘;E17)接头时的焊接方式为:从接头位置前10 20mm的坡口内起弧,然后电弧后移到接头~缓坡位置上部加热熔化形成熔池,控制熔池大小逐渐给丝,铝水填满熔池两边熔合线边缘,然后电弧向前移动使熔池前移,焊缝逐渐延长,电弧在坡口两边停留时间比焊缝中间长;E18)焊接期间跟踪测量钢铝接头铝材侧颈部温度:施焊期间熔池坡口边缘的直边颈部用点温计接触,随着电弧的移动而移动,跟踪测量,测量温度≤200℃;当温度接近200℃时,焊工停止焊接,待道间温度≤80℃时再进行焊接;E2)不锈钢侧坡口焊缝焊接E21)确定打底焊的起弧位置、施焊位置和施焊方向:E22)采用手工钨极氩弧焊进行焊接,直流正接,左焊法,线性焊道,压道焊,多层多道焊,控制道间温度,跟踪控制钢铝接头颈部温度;水平固定焊接方式采用立向上焊接;水平转动焊接方式采用逆时针方向压道焊;横焊方式的横焊位置采用逆时针方向压道焊;E23)不锈钢侧坡口的打底层焊道焊接:E24)不锈钢侧坡口的填充、盖面层焊接;填充、盖面层的每道焊缝熔覆金属按照打底焊的施焊方向施焊;线性焊道,压道焊,先从不锈钢管侧坡口面开始焊接,逐步压道焊接到钢铝接头的不锈钢侧坡口面,熔池在坡口面两边停留时间比在焊缝中间停留时间长,每道焊缝宽度不超过焊材钢芯直径的3倍,后一道的熔覆金属接头与前一层和前一道熔覆金属的接头错开,收弧填满弧坑,收弧处和道间缺陷不良的成型及时清理;E25)整个焊接过程中,焊枪瓷嘴下部支撑在根部坡口面上,以此为支点,握紧焊把,手腕做均匀圆弧运动,带动焊把在钨丝压帽轴向的70°~85°范围内,以瓷嘴支点为顶点,钨丝压帽及氩弧弧柱做圆锥摆动和前进,随着焊缝的成形,瓷嘴下部转而以红热的焊缝表面为支撑平稳的前移,焊缝根部的内凸高度控制在0 2mm范围内,仰焊部位焊丝端头送到坡口的~根部,水平固定焊坡口从立上坡到平焊位置之间的区域焊丝端头只给到熔池边缘;E26)焊缝接头时的焊接方式为:从接头位置前10 20mm的坡口内起弧,然后向后移到接~头缓坡位置上部,电弧在坡口两边停留时间比焊缝中间长以保证两边熔合,待熔池形成后,控制熔池大小逐渐给丝,铁水填满熔池两边熔合线边缘,然后向前移动使熔池前移,焊缝在前进方向上逐渐延长;E27)焊接期间跟踪测量钢铝接头不锈钢侧颈部温度:施焊期间熔池坡口边缘的直边颈部位置用点温计接触,随着电弧的移动而移动,跟踪测量,测量温度≤200℃;当温度接近200℃时,停止焊接,待道间温度≤80℃时再进行焊接;F、焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查;G、焊后检查。2.如权利要求1所述的一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:所述步骤A3) 选择工具及配件具体为:A31) 对于不锈钢手工钨极氩弧焊:选用氩弧焊炬角度75°80°、手把导线横截面积为2  ~30‑50mm 且长度为3‑4m,铈钨极直径2.0mm 或2.4mm,铈钨极的尖端加工为锥度35°‑45°的圆锥台形,圆锥台形的小圆直径为0.8‑1.0mm,铈钨极相对氩弧焊炬的瓷嘴的伸出长度为6‑8mm ;A32) 对于铝材手工钨极氩弧焊:选用氩弧焊炬角度75°80°、手把导线横截面积为40‑~2 50mm 且长度为3‑4m,铈钨极直径3.2mm 或4.0mm,铈钨极的尖端加工为锥度35°‑45°的圆锥台形,圆锥台形的小圆直径为1.2‑2.0mm,铈钨极相对氩弧焊炬的瓷嘴的伸出长度为5‑8mm。3.如权利要求2所述的一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:所述步骤A4) 管件、钢铝接头及工具和机器的验收检查具体方式为:检查管件的牌号和规格;检查钢铝接头规格、牌号、坡口、表面质量、温控指示标签等是否完好;检查焊机电流表、电压表及氩气流量计的计量器具是否已标定且在有效期内;检查氩气纯度是否为99.997%;检查数显点温计是否已标定且在有效期内;检查焊丝表面是否清洁;检查管件、焊丝的材质证明书引用标准及理化参数是否合格;确定使用不锈钢磨片以及不锈钢割片用于不锈钢侧焊缝打磨清理;确定使用硬质合金割片以及不锈钢钢丝刷用于铝材侧焊缝打磨清理。4.如权利要求3所述的一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:所述步骤C、将钢铝接头两侧坡口焊缝进行点固焊中,包括以下分步骤:C1)对于铝材侧坡口焊缝点固焊C11)确定固定方式,选用组对衬垫环组对点固焊;C12)点固焊缝应避开管件钟点位置的三、六、九、十二点,在坡口钝边与组对衬垫环外表面之间的两条圆交线上分别进行点固焊,当管径Φ13mm<D≤Φ168.3mm时,每条圆交线上均布2 3个点固焊点;当管径D>Φ168.3mm时,每条圆交线上均布≥3个点固焊点;按照介~质流向将上游侧的组对衬垫环与铝管件内壁之间的角焊缝满焊;C13)检查点固焊点质量:点固焊缝厚度3‑5mm,长度10‑35mm,点固焊缝若有缺陷必须打磨去除再重新点固焊,将点固焊缝两端打磨成缓坡形;C2)对于不锈钢侧坡口焊缝点固焊C21)确定组对方式:当管径Φ13mm<D≤Φ168.3mm时,选用点焊组对固定或点固块组对固定;当D>Φ168.3mm时,选用点固块组对固定;C22)当选用点固焊缝组对时,先用无卤素污染的粘胶带封堵坡口间隙,坡口根部点固焊点焊接前,粘胶带撕开小口,确定背面充氩纯度符合焊接要求后开始点固焊,坡口根部点固焊点将熔入焊缝中;C23)当选用点固焊缝组对时,点固焊缝应避开管件钟点位置的三、六、九、十二点位置,点固焊的数目为1 3个,且均布于管件坡口根部;当选用点固块组对时,点固焊点落在坡口~面与点固块之间,点固块应避开管件钟点位置的三、六、九、十二点位置,且点固块的数目当管径Φ13mm<D≤Φ168.3mm时为1 3个,且均布于上述避开点以外的管件圆周坡口面上;当~管径D>Φ168.3mm时,将焊缝圆周分为对称的2(n+2)段,点固块的数目2(n+2)个,且均布于上述避开点以外的管件圆周坡口面上;C24)检查点固焊缝质量:当选用点固焊缝组对时,点固焊缝厚度3‑5mm,长度10‑35mm,点固焊缝若有缺陷必须打磨去除再重新点固焊;将点固焊缝两端打磨成缓坡形;当选用点固块组对时,点固块两边点固焊缝厚度4‑8mm,长度10‑45mm,点固焊缝落在坡口面与点固块之间。5.如权利要求4所述的一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:所述步骤E13)进行打底层焊道焊接的具体方式为:E131)焊钳手把线跨过手臂后右手握住,从起弧位置起弧,向后移动到起始施焊位置开始施焊;E132)当采用水平固定位置焊接时当管径Φ13mm<D≤Φ168.3mm时,打底层焊缝仅需要分为对称的两段圆弧,两段圆弧中一段以六点→三点→十二点,另一段以六点→九点→十二点的移动方向进行对称施焊;将点固焊点熔进打底焊熔覆金属层中;最后将打底焊道在十二点附近接头,形成整条打底焊熔敷金属焊道;焊道端头接头前需要打磨清除氧化物杂质,端头表面打磨成缓坡形;当管径D>Φ168.3mm时,打底层焊缝按照时钟的分布为对称的2(n+2)段;每对对称焊道按照六点→三点→十二点焊接方向或者六点→九点→十二点移动方向进行对称施焊;从靠近六点的起弧位置起弧,电弧向后移动到距离六点位置的后侧10 20mm位置,待电~弧稳定燃烧之后,再向前移动5 10mm开始焊接,熔池再向九点位置移动,形成第一段打底焊~熔敷金属焊道;再以同样的焊接方式,在与第一段打底焊熔覆金属焊道收弧端位置中心对称的位置附近起弧,开始焊接后并在与第一段打底焊熔覆金属焊道起弧端中心对称的位置附近收弧,形成第二段打底焊熔敷金属焊道;第一段打底焊熔敷金属焊道与第二段打底焊熔敷金属焊道对称;再以同样的焊接方式,从六点附近第一段打底焊熔敷金属焊道起焊点前10 20mm位置~起弧,待电弧稳定燃烧之后,电弧向后移动与第一段打底焊熔敷金属焊道起焊点接头后,再向三点位置移动形成第三段打底焊熔敷金属焊道;再以同样的焊接方式,在与第三段打底焊熔覆金属焊道收弧端位置中心对称的位置附近起弧,开始焊接后并在与第三段打底焊熔覆金属焊道起弧端中心对称位置附近收弧,形成第四段打底焊熔敷金属焊道;第三段打底焊熔敷金属焊道与第四段打底焊熔敷金属焊道对称;以此类推最终形成完成的打底焊缝;E133)当采用水平转动位置进行打底焊时逆时针方向施焊,线性焊道,压道焊,在一点→十二点位置之间的0.5点后侧10 20mm位~置起弧后,再电弧前移10mm开始焊接,遇到点固焊点时,拉长电弧增加预热,保证熔透,将点固焊点熔进打底焊熔覆金属层中;转动一圈后,电弧与打底焊缝起焊端点接头,形成整条打底焊熔敷金属焊道,焊道端头接头前需要打磨清除氧化物杂质,端头表面打磨成缓坡形;E134)当采用横焊位置进行横焊时逆时针方向施焊,线性焊道,压道焊,从间隙最小的位置起弧后,电弧后移20mm,然后再前移10mm开始焊接,遇到点固焊点时,拉长电弧增加预热,保证熔透,将点固焊点熔进打底焊熔覆金属层中;电弧最后与打底焊缝起焊端点接头,形成整条打底焊熔敷金属焊道,焊道端头接头前需要打磨清除氧化物杂质,端头表面成缓坡形。6.如权利要求5所述的一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:所述步骤E21)确定打底焊的起弧位置、施焊位置和施焊方向中,具体的确定内容如下:E211)当采用水平固定位置焊接时按照管件的圆周截面划分,将底部位置定义为六点位置,将顶部位置定义为十二点位置,并按照钟表刻度划分管件截面,施焊方向:六点→三点→十二点;六点→九点→十二点,并定义将焊缝的前进方向定义为前;起始施焊位置取在距离起弧位置六点位置的后侧10~20mm位置;E212)当采用水平转动位置进行打底焊时,按照管件的圆周截面划分,将底部位置定义为六点位置,将顶部位置定义为十二点位置,并按照钟表刻度划分管件截面,并定义将焊缝的前进方向定义为前,采用逆时针方向施焊,起始施焊位置取在二点→十二点位置之间的起弧位置1.5点后侧10 20mm位置;~E213)当采用横焊位置进行横焊时,将焊缝的前进方向定义为前,采用逆时针方向施焊,在组对间隙最小的位置起弧,起始施焊位置取在起弧点后侧10 20mm位置。~7.如权利要求6所述的一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:所述步骤E22)的分步骤为:E221)确定焊接工艺参数满足以下要求:焊接电流60‑160A;焊接电压10‑14V;焊接速度5‑10cm/min;正面保护气体流量10‑25L/min;反面保护气体流量10‑15L/min;每道焊道的最高道间温度≤80℃;E222)当环境温度为‑20℃ 0℃时进行预热,预热温度40 50℃;~ ~E223)每道熔覆金属施焊期间,在熔池坡口边缘的直边颈部,用点温计跟踪测量,测量温度≤200℃;E224)焊道之间的缺陷需要打磨清理。8.如权利要求7所述的一种钢铝接头手工钨极氩弧焊焊接工艺方法,其特征在于:所述步骤E23)不锈钢侧坡口的打底层焊道焊接的具体方式为:E231)焊钳手把线跨过手臂后右手握住,从起弧位置起弧,向后移动到起始施焊位置开始施焊;E232)对于水平固定位置焊缝:E2321)对于管径Φ13mm<D≤Φ168.3mm,且采用点焊组对焊缝焊接时,打底层焊缝分为对称的两段圆弧,即一段以六点→三点→十二点,另一段以六点→九点→十二点所示的移动方向进行对称施焊;当以六点→三点→十二点的移动方向施焊时,在六点后面10 20mm~的位置,用电弧从间隙的中间位置打穿钝边形成熔孔,熔化的铁水充盈在熔孔下部,熔孔上移,铁水冷却形成单面焊双面成型的打底焊缝,打底焊缝将点固焊点熔进打底焊熔池中,焊缝熔覆金属继续向十二点方向延伸,在十二点附近收弧,形成第一段打底焊熔敷金属焊道;再以同样的焊接方式以六点→九点→十二点的移动方向施焊,从第一段打底焊熔敷金属焊道起焊端点前10 20mm位置起弧,然后电弧移动到起焊端点的缓坡位置接头后,电弧前~移,从间隙的中间位置打穿钝边形成熔孔,熔化的铁水充盈在熔孔下部,熔孔上移,铁水冷却形成单面焊双面成型的打底焊缝,打底焊缝将点固焊点熔进打底焊熔池中,最后打底焊道在十二点附近与第一段打底焊熔敷金属焊道收弧点接头收弧,形成整条打底焊熔敷金属焊道;E2322)对于管径Φ13mm<D≤Φ168.3mm,且采用点固块组对焊缝焊接时,打底层焊缝仅需要分为对称的两段圆弧,即一段以六点→三点→十二点,另一段以六点→九点→十二点所示的移动方向进行对称施焊;当以六点→三点→十二点的移动方向施焊时,在六点后面10 20mm的位置,用电弧从间隙的中间位置打穿钝边形成熔孔,熔化的铁水充盈在熔孔下~部,熔孔上移,铁水冷却形成单面焊双面成型的打底焊缝,打底焊缝向前延伸遇到点固块前收弧,打磨清除点固块,将焊缝端头打磨成缓坡形,在焊缝端头前10 20mm位置起弧,然后电~弧移动到端头的缓坡接头,焊缝熔覆金属继续向十二点方向延伸,在十二点附近收弧,形成第一段打底焊熔敷金属焊道;再以同样的焊接方式以六点→九点→十二点的移动方向施焊,在第一段打底焊熔敷金属焊道起焊端头前10 20mm位置起弧,再把电弧移到起焊端头的缓坡进行接头,然后向十二~点方向焊接,与第一段打底焊熔敷金属焊道收弧点进行接头,形成第二段打底焊熔敷金属焊道;E2323)对于管径D>Φ168.3mm,采用点固块组对的焊缝焊接,采用分段对称焊接方法;从起弧位置起弧向后移动到距离六点位置的后侧10 20mm位置的起始施焊位置开始施~焊,用电弧从间隙的中间位置打穿钝边形成熔孔,熔化的铁水充盈在熔孔下部,熔孔上移,铁水冷却形成单面焊双面成型的打底焊缝,焊缝熔覆金属向九点方向延伸,在此过程中遇到点固块则收弧打磨清除点固块后继续焊接,最终在八点处收弧形成第一段打底焊熔敷金属焊道,将第一段打底焊熔敷金属焊道的两个端头打磨成缓坡形;再以同样的焊接方式,在管件的二点位置点固块前10 20mm处开始焊接,焊缝熔覆金属~向十二点方向延伸,直至到十二点附近收弧形成第二段打底焊熔敷金属焊道;将第二段打底焊熔敷金属焊道的两个端头打磨成缓坡形;再以同样的焊接方式从六点起弧位置向后移动,与第一段打底焊熔敷金属焊道起焊点接头后电弧再向三点位置移动,直至到四点附近收弧形成第三段打底焊熔敷金属焊道,将第三段打底焊熔敷金属焊道的收弧处打磨成缓坡形;再以同样的焊接方式,在管件的十点位置点固块前10 20mm处开始焊接,直至到十二点~附近与第二段打底焊缝端头相接头收弧,形成第四段打底焊熔敷金属焊道,将第四段打底焊熔敷金属焊道的起焊端头打磨成缓坡形;再以同样的焊接方式,在管件的四点位置附近第三段打底焊熔覆金属端头前10 20mm~位置起弧,电弧再移到第三段打底焊熔覆金属端头缓坡接头开始焊接,直至到二点附近与第二段打底焊熔覆金属起焊端头缓坡相接头收弧形成第五段打底焊熔敷金属焊道;再以同样的焊接方式,在管件的八点位置附近第一段打底焊熔覆金属端头前10 20mm~位置起弧,电弧再移到第一段打底焊熔覆金属端头缓坡接头开始焊接,直至到十点附近与第四段打底焊熔覆金属起焊端头缓坡相接头收弧形成第六段打底焊熔敷金属焊道;E2324)打底层焊接两层,每层一道。



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