专利名称：管道mag自动打底焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种管道自动打底(或根焊)的焊接工艺方法，尤其是涉及一种碳钢、 不锈钢管道的MAG(熔化极气体保护焊)自动打底焊接工艺，属于焊接自动控制技术领域。
背景技术：
管道的焊接由于管道存在一定的椭圆度、厚薄不均，容易导致手工点焊组对时存 在错边大、组对间隙不好控制等现象。所以，目前国内外管道焊接方法仍然采用传统的手工 TIG(钨极氩弧焊)打底，电焊条、气保焊或埋弧焊的传统焊接工艺，传统焊接工艺的焊接工 艺不能实现自动打底，所以程序复杂，人工劳动强度大，对工人的操作技能要求高，不能适 应自动化程度越来越高的焊接工艺的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可实现管道自动焊打底的焊接工艺方法。为解决上述技术问题，本发明提供了一种管道MAG自动打底焊接方法，其特征在 于，包括以下步骤1)硬件准备包括采用满足以下条件的自动焊装备，包括高性能数字化脉冲逆变电源；管件防窜动和跳动的旋转装备，采用变位机、管钳工装；焊枪移动和角度调整装备；焊接摆动装置；自动焊焊接控制系统；焊接监视器；2)焊前准备21)制备坡口，并对坡口及其内外壁两侧进行清理，直至露出金属光泽；22)将两根准备焊接的带坡口的管道进行对口装备，对口间隙控制在2 6mm范围 内；23)点固焊固定点固焊的焊接材料和自动MAG打底焊接材料相同、焊丝直径不 定，采用手工钨极氩弧焊点固焊；点焊长度为20mm，起弧点处和收弧处过渡要光滑，电流为 120A 180A ；24)将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上；25)调整焊枪角度到30° 50°，并调整焊枪到焊缝的位置，焊丝伸出长度为 10-15mm ；3)焊接工艺调整和存储在控制系统的PLC控制平台上输入焊接工艺参数，自动打底焊接工艺参数如下焊丝①1.0，焊丝材料根据工艺要求选定；焊接气体Ar80% +C0220% ；气体流量15 20L/min ；焊接速度100 200mm/min ；焊接电流60A 150A ；焊接电压18V 23V ；摆幅2 8mm ；边缘停留时间0. 1 0. 5s ；焊枪角度30° 60° ；盖面参数为焊丝①1.2，焊丝材料根据工艺要求选定；焊接气体Ar80% +C0220% ；气体流 量15 20L/min ；焊接速度200 300mm/min ；焊接电流150A 250A ；焊接电压23V 28V ；摆幅3 10mm ；边缘停留时间0. 1 0. 5s ；焊枪角度0° 30° ；4)运行设备进行自动焊接调用打底焊接工艺参数进行自动焊打底，焊接过程中操作工人通过观察监视器， 根据监视器上实时在线的熔池状态和间歇状态进行焊接参数微调，直至打底过程结束，打 底结束后再调用盖面参数对管道进行填充盖面。本发明所达到的有益效果本发明的管道MAG打底自动焊接工艺方法，提高了焊接效率、保证了焊缝质量的 重现性，极大限度的淡化了工人的操作技能和劳动强度，解决了传统焊接工艺方法不能实 现自动打底焊的高技术要求，是管道自动打底焊的一次革新。
具体实施例方式实施实例一以20#钢①219. 1X8. 18的碳钢管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填 充盖面焊接，按照下列步骤进行操作工作环境0°c 40°C1)硬件准备采用满足以下条件的自动焊装备一套11)焊接电源的高性能要求，控制线能量的输入，采用美国林肯的STT、德国EWM的 ColdArc或奥地利福尼斯的CMT等高性能数字化脉冲逆变电源；低线能量的电弧控制技术使管道自动MAG打底焊接工艺成为可能；精确控制熔 池，较少热输入，使焊接电流更小到50A左右，无飞溅焊接，并不断弧；并可实现超威弧和脉 冲焊的随意转换，实现打底完毕后自动填充盖面；带数字化电流电压控制的控制接口，使系 统和电源实现无缝连接；12)管件防窜动和跳动的旋转装备，优选的，采用变位机、管钳等工装；旋转装备可有效防止管件在旋转过程中的窜动和跳动；开口式的管钳结构设计 利于管件吊装；电动夹紧机构减少工人劳动量；开口式管钳结构对于较长管道有很大的帮 助，使焊缝尽可能的靠近管钳位置，一定程度上避免了工件旋转过程中的跳动量；交流伺服 控制调速范围大、反应快，满足不同管径管道的焊接需求；13)焊枪移动和角度调整装备；焊枪角度选择很关键，不同的角度熔池受力不同，可以防焊穿和防止更大间歇时 有效保证单面焊双面成型；14)焊接摆动装置；2)焊前准备21)制备V型坡口，不留钝边，并对坡口及其内外壁两侧进行清理，直至露出金属 光泽；
22)将两根准备焊接的带坡口的管道进行对口装备，对口间隙控制在2 6mm范围 内，并检查确认被焊接部位及边缘20mm内无缺陷；23)点固焊固定点固焊的焊接材料和自动MAG打底焊接材料相同，选用ER50-6 焊丝、焊丝直径不作要求，采用手工钨极氩弧焊点固焊；点焊长度为20mm左右，起弧点处和 收弧处过渡要光滑，电流为120A 180A ；24)将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装(管钳)上；25)调整焊枪角度到30° 50°，并调整焊枪到焊缝的位置，焊丝伸出长度约为 10-15mm ；3)焊接工艺调整和存储在PLC控制平台上输入焊接工艺参数，自动打底焊接工艺参数如下坡口形式V型，单边37. 5 °，焊接层数3层，打底焊一层，填充盖面连续焊两层。焊丝①1. 0，焊丝材料ER50_6 ；焊接气体Ar80 % +C0220 % ；气体流量15 20L/min ；焊接速度:100 200mm/min ；焊接电流60A 150A ；焊接电压18V 23V ；摆幅 2 8mm ；边缘停留时间0. 1 0. 5s ；焊枪角度30° 50° ；管道背面不通背保护气。填充/盖面参数为(连续两层)焊丝①1. 2，焊丝材料根据工艺要求选定；焊接气体Ar80% +C0220% ；气体流 量15 20L/min ；焊接速度200 300mm/min ；焊接电流150A 250A ；焊接电压23V 28V;摆幅3 10mm;边缘停留时间0. 1 0. 5s;焊枪角度0° 30° ；焊接度数730°。
4)运行设备进行自动焊接调用打底焊接工艺参数进行自动焊打底，焊接过程中操作工人通过观察监视器， 根据监视器上实时在线的熔池状态和间歇状态进行焊接参数微调，直至打底过程结束。打 底结束后再调用盖面参数对管道进行填充盖面。自动MAG焊打底结果表明，焊缝正面外观成型美观，焊缝背面成型均勻、美观，凸 出1-1. 5mm。对焊接试件进行焊接性能检测，X射线探伤为1级，机械性能检测见表1。表1 机械性能报告 实施实例二 以20#钢①370 X 18的碳钢管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填充盖 面焊接，焊接工艺与实施例一相同。对焊接试件进行X射线探伤1级合格。实施实例三
以不锈钢316LO 119X16的管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填充盖 面焊接，焊接方法与步骤与实施例一相同。焊接工艺参数如下坡口形式V型，单边37. 5 °，焊接层数4层，打底焊一层，填充焊三层，盖面一层。打底焊参数焊丝Φ 1.0，焊丝材料316L ；焊接气体Ar98 % +C022 % ；气体流量15 20L/ min ；焊接速度100 200mm/min ；焊接电流60A 150A ；焊接电压18V 23V ；摆幅2 6mm;边缘停留时间0. 1 0.5s ；焊枪角度30° 50° ；管道背面背保护气流量20L/ min。焊接度数365°。填充盖面参数为(三层)焊丝Φ1. 2，焊丝材料根据工艺要求选定；焊接气体Ar98% +C022% ；气体流量 15 20L/min ；焊接速度200 300mm/min ；焊接电流150A 250A ；焊接电压23V 28V;摆幅4 12mm;边缘停留时间0. 1 0. 5s ；焊枪角度0° 30 ° ；焊接度数 1095°。对焊接试件进行X射线探伤1级合格。以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换 或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于，包括以下步骤1)硬件准备采用以下自动焊装备，包括高性能数字化脉冲逆变电源；管件防窜动和跳动的旋转装备；焊枪移动和角度调整装备；焊接摆动装置；自动焊焊接控制系统；焊接监视器；2)焊前准备21)制备坡口，并对坡口及其内外壁两侧进行清理，直至露出金属光泽；22)将两根准备焊接的带坡口的管道进行对口装备，对口间隙控制在2～6mm范围内；23)点固焊固定；24)将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上；25)调整焊枪角度到30°～50°，并调整焊枪到焊缝的位置，焊丝伸出长度为10 15mm；3)焊接工艺调整和存储在自动焊焊接控制系统PLC控制平台上输入焊接工艺参数，自动打底焊接工艺参数如下焊丝Φ1.0，焊丝材料根据工艺要求选定；焊接气体Ar80％+CO220％；气体流量15～20L/min；焊接速度100～200mm/min；焊接电流60A～150A；焊接电压18V～23V；摆幅2～8mm；边缘停留时间0.1～0.5s；焊枪角度30°～60°；盖面参数为焊丝Φ1.2，焊丝材料根据工艺要求选定；焊接气体Ar80％+CO220％；气体流量15～20L/min；焊接速度200～300mm/min；焊接电流150A～250A；焊接电压23V～28V；摆幅3～10mm；边缘停留时间0.1～0.5s；焊枪角度0°～30°；4)运行设备进行自动焊接调用打底焊接工艺参数进行自动焊打底，焊接过程中操作工人通过观察监视器，根据监视器上实时在线的熔池状态和间歇状态进行焊接参数微调，直至打底过程结束，打底结束后再调用盖面参数对管道进行填充盖面。
2.根据权利要求1所述的管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于在所述步骤23) 中，点固焊的焊接材料和自动MAG打底焊接材料相同，采用手工钨极氩弧焊点固焊；点焊长 度为20mm，起弧点处和收弧处过渡光滑，电流为120A 180A。
3.根据权利要求1所述的管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于所述管件防窜动 和跳动的旋转装备采用变位机或管钳工装。
4.根据权利要求1或2或3所述的管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于在所述 步骤4)中，对于20#钢0 219. 1X8. 18的碳钢管道采用自动焊装备进行打底焊接和填充盖 面焊接过程中，坡口形式V型，单边37. 5°，焊接层数3层，打底焊一层，填充盖面连续焊两层。
5.根据权利要求4所述的管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于在所述步骤3)中， 打底焊参数中，焊枪角度30° 50° ；管道背面不通背保护气。
6.根据权利要求1或2或3所述的管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于在所述 步骤4)中，对于不锈钢316LO 119X 16的管道采用自动焊装备进行自动MAG打底焊接和填 充盖面焊接，坡口形式V型，单边37. 5°，焊接层数4层，打底焊一层，填充焊三层，盖面一 层。
7.根据权利要求6所述的管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于在所述步骤3) 中，打底焊参数中，焊枪角度30° 50° ；管道背面背保护气流量20L/min，焊接度数 365° ；填充盖面参数中，焊接度数1095°。
全文摘要
本发明提公开了一种管道MAG自动打底焊接方法，其特征在于，包括以下步骤1)硬件准备包括2)焊前准备3)焊接工艺调整和存储，在控制系统PLC控制平台上输入焊接工艺参数，包括自动打底焊接工艺参数和盖面参数；4)运行设备进行自动焊接。本发明的管道MAG打底自动焊接工艺方法，提高了焊接效率、保证了焊缝质量的重现性，极大限度的淡化了工人的操作技能和劳动强度，解决了传统焊接工艺方法不能实现自动打底焊的高技术要求。
文档编号B23K9/235GK101890558SQ20101021905
公开日2010年11月24日 申请日期2010年7月7日 优先权日2010年7月7日
发明者常红坡, 廖剑雄, 李正东, 汪忠 申请人:昆山华恒工程技术中心有限公司