专利名称：立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊接方法，尤其是一种用于船舶外壳板、储罐、冶金高炉、大直径管道及压力容器等中厚板的立缝的对接焊接方法，具体地说是一种立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法。
背景技术：
气电立焊是由普通熔化极气体保护焊和电渣焊发展而形成的一种熔化极气体保护电弧焊方法。它利用类似于电渣焊所采用的水冷滑块(后衬垫铜垫板和滑动铜垫板)挡住熔融金属，使之强迫成型，以实现立向位置(即立缝)的焊接。通常用于较厚的低碳钢和中碳钢等材料的立向位置对接焊缝(以下简称立缝)的焊接，也可用于奥氏体不锈钢和其他金属合金的立缝焊接，板厚度在12～80mm最适宜。其优点是焊缝一次成型，而不足多层多道焊。生产率高，成本低。近年来，在船舶外壳板、储罐、冶金高炉等中厚板立缝的焊接中，气电立焊焊接技术得到广泛的应用。应用中，在立缝起点水冷滑块与母材间形成的空间不能挡住熔融金属，立缝起点需人工焊接，一侧水冷滑块和环缝坡口间存在间隙，焊接时金属熔融液会泄漏。长期以来一直采用的焊接方法为托底焊接法，且已作为技术标准，即使存在许多缺陷也未加以改进，现有的焊接方法的主要步骤为(1)需首先在立缝1下端向上约100mm处采用手工电弧焊焊接形成20mm左右的焊缝2；亦可使用引弧棉或纸团加碎丝起弧；如图1所示。
(2)将该焊缝上部的药皮清理干净，外表打磨光滑，便于引弧及滑块自由上升；(3)做好焊前准备，开始气电立焊焊接工作，形成立焊焊缝3；(4)清除手工电弧焊焊缝及气电立焊起弧处的焊接缺陷，连同下段气电立焊焊接盲区一同采用手工电弧焊焊接，形成与已焊立缝3为一整体的手工补焊的焊缝4；(5)若立焊缝3为双面坡口，则重复上述工作。
由此可见，上述焊接方法存在(1)气电立焊采用了托底焊接法，在起弧瞬间因熔池温度低，易产生未熔等焊接缺陷；(2)焊接起弧托底处升温迅速，易破坏托底焊堆焊处，造成金属熔融液泄漏，而导致焊接中断；(3)立焊缝下端需清除托底和起弧处焊缝，连同立缝下端气电立焊盲区一同采用焊条电弧焊进行补焊，焊接难度大、效率低、成本高、感观质量差。
发明内容
本发明的目的是针对现有的气电立焊焊接方法中在起点处需采用焊条电弧焊焊接托底作为焊接起弧点，此处易造成金属熔融液泄漏，同时该托底及起弧点需清除，连同气电立焊焊接盲区一同采用焊条电弧焊补焊而造成焊缝质量不一致，外观成型较差的问题，发明一种能一次性将焊缝焊接成形，无需人工补焊且焊接质量和外观质量均十分完美的立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法。
本发明的技术方案是一种立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法，采用气电立焊焊机一次焊接成形，它主要包括起弧、正常焊接两个过程，其中正常焊接由气电立焊焊机自动进行，其特征是所述的起弧过程采用了以下步骤第一步，在与立缝起弧处交界的环缝上，将受水冷挡块挡住部位的环缝坡口用焊条电弧焊接法焊满，焊接长度为5-10毫米，同时将焊缝打磨平滑；如果所述的立缝起弧处没有环缝，则在起弧处的下部焊接一坡口尺寸与立焊坡口尺寸相同的引弧板；第二步，将气电立焊的衬垫铜垫和滑动水冷铜垫板安装在待焊立缝的起弧处；
第三步，控制焊接规范，使之从小规范逐步过渡到正常规范，且在小规范范围内采用断弧焊，起弧时使用小规范断弧焊在立缝起弧处堆焊1-2毫米厚的焊层以使滑动水冷铜垫板与母材间无间隙，从而保证焊接过程中无金属熔融液泄漏，然后将焊接规范放大至正常焊接参数进行自动焊接，直至整个立缝焊接完毕；所述的小规范是指焊接电流大于等于320A，小于等于360A，焊接电压大于等于33V，小于等于37V，所述的正常焊接参数是指电流为360A，电压为37V；起弧结束后即可采用正常焊接规范对立缝进行气电立焊，立焊结束后，对立缝起点处下部安装引弧板的，直接去除引弧板即可，对未安装引弧板的，则去除立缝两侧环缝上的长度各为5-10毫米的焊层以及立缝起点下部的1-2毫米厚的焊层即可。
本发明具有以下优点(1)立缝的焊接完全由气电立焊焊接设备完成，焊缝一次成型，且节约焊接成本；(2)焊接内在质量优，外观质量好；(3)操作简单，没有气电立焊焊接盲区，无需专业焊条电弧焊焊工及其辅助工作人员，节约大量人力；(4)施工进度可提高一倍以上，大大提高了工效。
(5)本发明在镇海中转油库及镇海国家石油储备基地工程中得到了成功的应用，应用该焊接技术焊接的5040道立缝，起弧处焊接一次合格率达到99.1％且外观成形良好。
图1是现有的立缝焊接焊缝结构示意图。
图2是本发明的带引弧板的立缝起焊时的状态示意图。
图3是本发明应用于立缝位于环缝之上起焊时的状态示意图。
图中1为立缝，2为焊条电弧焊焊接的焊缝，3为气电立焊焊接的焊缝，4为手工补焊的焊缝，5为引弧板，6为焊接结束后需清理掉的工艺焊缝或工艺焊层，7为环缝，8也为本发明焊接结束后需清理掉的工艺焊缝或工艺焊层，9为另一个钢板。
具体实施例方式
下面结构附图和实施例对本发明作进一步的说明。
实施例一。
如图2所示。
一种立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法，采用气电立焊焊机一次焊接成形，它主要包括起弧、正常焊接、清理三个过程，其中正常焊接由气电立焊焊机自动进行，具体焊接方法为第1步，在没有环缝的立缝起弧处下部焊接一坡口尺寸与立焊坡口尺寸相同的引弧板6；第2步，将气电立焊的衬垫铜垫和滑动水冷铜垫板安装在待焊立缝1的起弧处；第3步，控制焊接规范，使之从小规范逐小过渡到正常规范，且在小规范范围内采用断弧焊，起弧时使用小规范断弧焊在引弧板5上堆焊1-2毫米厚的焊层6以使滑动水冷铜垫板与母材间无间隙，从而保证焊接过程中无金属熔融液泄漏；所述的小规范是指焊接电流大于等于320A，小于等于360A，焊接电压大于等于33V，小于等于37V；第4步，起弧结束后，将焊接规范放大至电流为360A，电压为37V的正常规范值进行自动焊接，直至将整个立缝1焊接完毕；如果为双面坡口则可重复第1-第4步，直至焊接完毕；第5步，清理，去除引弧板6即可。
实施例二。
如图3所示。
一种立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法，采用气电立焊焊机一次焊接成形，它主要包括起弧、正常焊接、清理三个过程，其中正常焊接由气电立焊焊机自动进行，具体焊接方法为
第1步，在与立缝1起弧处交界的环缝7(由待焊立缝钢板和下部的钢板9形成)上，将受水冷挡块挡住部位的环缝坡口用焊条电弧焊焊满，得到一焊接长度为5-10毫米的工艺焊缝6，同时将焊缝打磨平滑；第2步，将气电立焊的衬垫铜垫和滑动水冷铜垫板安装在待焊立缝的起弧处；第3步，控制焊接规范，使之从小规范逐步过渡到正常规范，且在小规范范围内采用断弧焊，起弧时使用小规范断弧焊在立缝起点处堆焊1-2毫米厚的工艺焊层8以使滑动水冷铜垫板与母材间无间隙，从而保证焊接过程中无金属熔融液泄漏，所述的小规范是指焊接电流大于等于320A，小于等于360A，焊接电压大于等于33V，小于等于37V；第4步，起弧结束后，将焊接规范放大至电流为360A，电压为37V的正常规范焊接参数值进行自动焊接，直至将整个立缝焊接完毕；如果为双面坡口则可重复第1-第4步，直至焊接完毕；第5步，清理，在立焊结束后，去除立缝两侧环缝上的长度各为5-10毫米的焊层6以及立缝起点下部的1-2毫米厚的焊层8即可。
权利要求
1.一种立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法，采用气电立焊焊机一次焊接成形，它主要包括起弧、正常焊接两个过程，其中正常焊接由气电立焊焊机自动进行，其特征是所述的起弧过程采用了以下步骤第一步，在与立缝起弧处交界的环缝上，将受水冷挡块挡住部位的环缝坡口用焊条电弧焊焊满，焊接长度为5-10毫米，同时将焊缝打磨平滑；如果所述的立缝起弧处没有环缝，则在起弧处的下部焊接一坡口尺寸与立焊坡口尺寸相同的引弧板；第二步，将气电立焊的衬垫铜垫和滑动水冷铜垫板安装在待焊立缝的起弧处；第三步，控制焊接规范，使之从小规范逐步过渡到正常规范，且在小规范范围内采用断弧焊，起弧时使用小规范断弧焊在立缝起点处或引弧板上堆焊1-2毫米厚的焊层以使滑动水冷铜垫板与母材间无间隙，从而保证焊接过程中无金属熔融液泄漏，所述的小规范是指焊接电流大于等于320A，小于等于360A，焊接电压大于等于33V，小于等于37V。
全文摘要
本发明的目的是针对现有的气电立焊焊接方法中在起点处需采用焊条电弧焊焊接托底作为焊接起弧点，此处易造成金属熔融液泄漏，同时该托底及起弧点需清除，连同气电立焊焊接盲区一同采用焊条电弧焊补焊而造成焊缝质量不一致，外观成型较差的问题，公开了一种能一次性将焊缝焊接成形，无需人工补焊且焊接质量和外观质量均十分完美的立缝焊接用气电立焊无托底起弧焊接法，其关键是利用引弧板或环缝作为起弧时的托底并控制起弧时的焊接规范达到提高焊接质量的目的。
文档编号B23K9/02GK1850414SQ20061004051
公开日2006年10月25日 申请日期2006年5月22日 优先权日2006年5月22日
发明者冷辉 申请人:中国石化集团第二建设公司