大型非标设备厚板全位置焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钢结构焊接技术领域，尤其涉及一种大型非标设备厚板全位置焊接方 法。
【背景技术】
[0002] 随着近年来机械、能源、交通、化工、建筑等工业的发展，各种焊接结构不断朝着功 能性及大型化方向发展，特别是厚板的焊接在各个领域也得到了迅速发展。厚板焊接因拘 束度大、淬硬倾向大，产生裂纹倾向大，焊接难度大，掌握厚板焊接技术有利于提升企业占 有市场份额。
[0003] 由于厚板、超厚板焊接时填充焊材熔敷金属量大，焊接时间长，热输入总量高，构 件施焊时焊缝拘束度高、焊接残余应力大，焊后应力和变形大。焊接施焊过程中，易产生 热裂纹与冷裂纹。厚板在焊接前，钢板的板温较低，在开始焊时，电弧的温度高达1250~ 1300°C，厚板在板温冷热骤变的情况下，温度分布不均匀，使得焊缝热影响区容易产生淬 硬一一马氏体组织，焊缝金属变脆，产生冷裂纹的倾向增大，因此选择合理的焊接方法、坡 口形式、焊接工艺参数及焊接材料可使厚板焊接获得满意的质量。
【发明内容】
[0004] 为克服现有焊接方法导致焊件受力不均、易变形等不足，本发明所要解决的技术 问题是：提供一种能保证焊件变形小、焊缝质量高的厚板全位置焊接方法。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：大型非标设备厚板全位置焊接方 法，包括以下步骤：
[0006] 焊前处理：首先在焊件的焊接部位加工出不对称X型坡口，然后对焊件采用立式 组装；
[0007] 焊前预热：采用远红外线电加热法对焊缝两侧各不小于焊件厚度3倍，且不小于 IOOmm的范围进行加热，预热温度不小于150°C，预热过程中采用红外线数字测温仪进行检 测；
[0008] 焊接：焊接应在预热后立即进行，首先在焊件的不对称X型坡口较小的坡口内进 行定位点焊，点焊长度不低于50_，然后对焊件进行多点同时焊接，焊接时采用多层多道方 式焊接，焊接温度控制在100~150°C之间，焊接过程中采用红外线数字测温仪进行检测， 当焊件温度低于l〇〇°C时重新预热；
[0009] 焊后消氢：焊接完成后，首先清理打磨焊缝，然后对焊缝及其两侧各100~150mm 范围内的焊接进行加热，加热到250~350°C后用石棉铺盖进行保温，保温2~6小时后空 冷。
[0010] 更具体的是，所述不对称X型坡口的坡角α为50~60°，坡口小端深度η与大端 深度m之比为1:2。
[0011] 更具体的是，所述立式组装在放射钢平台上进行，平台水平度应不大于l/l〇〇〇mm， 且高度差不大于4mm。
[0012] 更具体的是，焊前预处理完成立式组装后还应对组装几何尺寸进行检查，包括坡 口间隙、错边量、棱角度等，最后对坡口表面及两侧IOOmm范围内的泥水、油污、铁锈、熔渣 等进行清理。
[0013] 更具体的是，焊接完成后清理打磨焊缝包括对电弧擦伤等表面缺陷进行修磨，修 磨的深度不应大于该焊接部位钢材厚度的5%且不大于2mm。
[0014] 更具体的是，消氢处理之后对焊件进行无损检测和退火处理，无损检测包括超声 波探伤、射线探伤和磁粉探伤，退火采用整体退火方式处理。
[0015] 本发明的有益效果是：通过设置不对称X型坡口，使焊后的角变形小，对称性好， 利用远红外线电加热法使预热更快更均匀，采用多点同时焊接以及多层多道焊接，使得整 个焊件各处受力均匀，整体变形小，最后采用整体退火，消除内应力，使整个焊件结构更稳 定，塑性更好。
【附图说明】
[0016] 图1是本发明坡口结构示意图。
[0017] 图中标记为，α -坡角，m-大端深度，n-小端深度。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明进一步说明。
[0019] 对于大型厚板焊接的工艺流程一般是：焊接工艺评定一施工准备一下料、组对一 预热一焊接一外观检查一焊后消氢一无损检测一退火。
[0020] 焊接工艺评定包括坡口选用以及焊接的参数选用，本发明的焊缝坡口型式按 HG20586-1998标准选用DU36与不对称X型坡口，所述不对称X型坡口指的是焊件两侧的坡 口不对称，以70mm板厚为例，如图1所述，采用9m刨边机与半自动氧乙炔火焰切割机坡口， 坡口的具体尺寸应根据钢板的厚度进行选取，坡口角一般为50~60°，坡口小端与大端深 度之比为1:2。焊接工艺参数按照下表进行选取：
[0021]
【主权项】
1. 大型非标设备厚板全位置焊接方法，其特征是：包括以下步骤： 焊前处理：首先在焊件的焊接部位加工出不对称X型坡口，然后对焊件采用立式组装； 焊前预热：采用远红外线电加热法对焊缝两侧各不小于焊件厚度3倍，且不小于100mm 的范围进行加热，预热温度不小于150°C，预热过程中采用红外线数字测温仪进行检测； 焊接：焊接应在预热后立即进行，首先在焊件的不对称X型坡口较小的坡口内进行定 位点焊，点焊长度不低于50mm，然后对焊件进行多点同时焊接，焊接时采用多层多道方式焊 接，焊接温度控制在100~150°C之间，焊接过程中采用红外线数字测温仪进行检测，当焊 件温度低于l〇〇°C时重新预热； 焊后消氢：焊接完成后，首先清理打磨焊缝，然后对焊缝及其两侧各100~150mm范围 内的焊接进行加热，加热到250~350°C后用石棉铺盖进行保温，保温2~6小时后空冷。
2. 如权利要求1所述的大型非标设备厚板全位置焊接方法，其特征是：所述不对称X 型坡口的坡角（a)为50~60°，坡口小端深度（n)与大端深度（m)之比为1:2。
3. 如权利要求1所述的大型非标设备厚板全位置焊接方法，其特征是：所述立式组装 在放射钢平台上进行，平台水平度应不大于l/l〇〇〇mm，且高度差不大于4mm。
4. 如权利要求3所述的大型非标设备厚板全位置焊接方法，其特征是：焊前预处理完 成立式组装后还应对组装几何尺寸进行检查，包括坡口间隙、错边量、棱角度等，最后对坡 口表面及两侧100mm范围内的泥水、油污、铁锈、熔渣等进行清理。
5. 如权利要求1所述的大型非标设备厚板全位置焊接方法，其特征是：焊接完成后清 理打磨焊缝包括对电弧擦伤等表面缺陷进行修磨，修磨的深度不应大于该焊接部位钢材厚 度的5%且不大于2_。
6. 如权利要求1所述的大型非标设备厚板全位置焊接方法，其特征是：消氢处理之后 对焊件进行无损检测和退火处理，无损检测包括超声波探伤、射线探伤和磁粉探伤，退火采 用整体退火方式处理。
【专利摘要】本发明公开的是焊接技术领域的一种大型非标设备厚板全位置焊接方法，该方法包括以下步骤：在焊件的焊接部位加工出不对称X型坡口，然后对焊件采用立式组装；采用远红外线电加热法对焊缝两边的焊件进行预热，并用红外线数字测温仪进行检测；在焊件的时候先在不对称X型坡口较小的坡口内进行定位点焊，然后采用多层多道方式进行多点同时焊接；焊接完成后依次进行加热、保温、空冷的方式进行消氢；最后进行外观检查和整体退火。本发明通过设置合理的不对称X型坡口，使焊后的角变形小，对称性好，采用多点同时焊接以及多层多道焊接，使得整个焊件各处受力均匀，整体变形小，最后采用整体退火，消除内应力，使整个焊件结构更稳定，塑性更好。
【IPC分类】B23K9-02, B23K9-235
【公开号】CN104625322
【申请号】CN201410830019
【发明人】温江, 马明远, 彭斌, 欧如钢, 谢江凌, 易英
【申请人】中誉远发国际建设集团有限公司
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2014年12月26日