Lng储罐tip tig焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种LNG储罐TIPTIG焊接方法，主要应用与液化天然气储罐的施工 建造。
【背景技术】
[0002] 液化天然气作为一种清洁、高效、环保的能源越来越受到青睐，随着我国能源结构 的调整，我国把实施LNG(Liquefied化化ralGas,简称LNG)进口多元化发展战略作为 国家能源战略的重要组成部分，LNG储罐用9%Ni钢的焊接技术是现今技术开发的重点。 9Ni钢在壁板立焊焊缝焊接主要依赖手工电弧焊（SMAW)或鹤极氣弧焊（GTAW)。其中手工 氣弧焊的焊接工作量大，焊接效率低，劳动条件差，强度高，焊接质量不易保证，开发比传统 SMAW更加高效优质的9%Ni钢焊接工艺及可靠的控制方法，将会带来巨大的工程应用前 景及经济效益。TIPTIG焊机开发了动态热丝全自动送丝TIG焊接系统，为9%Ni钢 内壁板全自动氣弧焊工艺（简称TT焊工艺）的开发及控制提供了必要条件。
[0003] 脉冲TIG焊是一种先进的焊接方法。随着功率逆变电源技术的不断成熟，脉冲TIG 焊技术到了新阶段。脉冲TIG焊主要采用低频调苄基值和峰值电流按照一定频率周期性变 化，当流过峰值电流时，焊件上就形成一个点状烙池，当流过基值电流时，点状电弧由基值 电流维持燃烧，烙池即冷凝，再次出现峰值电流时，形成一个新的点状烙池。合理的调节脉 冲电流与摆动的配合，使相邻两焊点间有一定相互重叠量，就可W获得一条致密焊缝。焊接 时，通过对峰值和基值电流大小、摆动幅度，端点停留时间的调节，就可W控制焊接热输入 量，从而控制焊缝尺寸和质量。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于：针对现有技术手工焊落后的情况，提出一种可W满足LNG内 罐壁优质高效的一种LNG储罐TIPTIG焊接方法，从而满足LNG储罐的生产需求。本发明 包括如下步骤： 步骤一：为焊接设备安装直径为3. 2mm的鹤极，鹤极尖端打磨角度为40°~50%鹤极尖端 直径0. 8mm。
[000引步骤二：选用LNG内罐壁板板厚为17~22mm的9%NI钢板焊接接头，坡口形式采用X型焊接坡口，工件根部最小间隙为2. 0~2. 4mm，坡口角度为60%纯边1. 0~1. 5mm。
[0006] 步骤Ξ:ΤΙΡTIG焊机采用直流正接，将焊接电源的及热丝电源的正极与焊接母材 连接，焊接电源负极与焊枪鹤极连接，热丝电源负极与焊枪导电嘴连接。
[0007] 步骤四：焊接金属材料采用（美国超合金INC0-WELDC-276儀基焊丝），规格为直 径1. 0mm的实忍焊丝，鹤极与焊丝的夹角呈45°~60°鹤极伸出长度Ll=6. 5mm，焊丝伸出长度 L2=15mm，焊丝与鹤极之间的距离D=3mm.工作时保证焊丝能够通过鹤电极中屯、线。
[0008] 步骤五：通过激光识别焊缝获取焊缝中屯、位置，校准鹤极对中。
[0009] 步骤六：调用打底根焊焊接工艺参数程序，采用立向上立缝焊接。
[0010] 步骤屯：在LNG内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊，调用填充焊接工艺 参数焊接，形成外表面封闭焊缝。在每层焊接前需要使用不诱钢丝刷进行层间清理，焊接过 程中层间溫度不超过150°C。
?οο??]~~步骤八：在LNG内罐壁板内表面填充焊缝基础上进行盖面焊，调用盖面焊接工艺 参数焊接。
[0012] 作为本发明的技术方案，所述直径为3. 2mm的鹤极，鹤极尖端打磨角度为40°~50%鹤极 尖端直径0. 8mm。电流范围60~220A。
[0013] 作为本发明进一步改进的技术方案，所述LNG内罐壁板X型坡口的焊接采用多层 多道焊接方式。
[0014] 作为本发明的技术方案，所述焊接时保护气体为纯度99. 99%的氣气，在焊缝背面 需要有保护气体，气体流量为10~2化/Min。
[0015] 作为本发明的技术方案，所述鹤极摆动过程中焊机给脉冲基值电流，鹤极端点停 留时焊机给脉冲峰值电流，实现鹤极摆动控制系统和鹤极氣弧脉冲电流同频、同相、同脉宽 的控制方式。
[0016] 作为本发明技术方案，所述送丝时采取相对焊接方向采用后方插入焊丝的方式的 高频振动自动送丝，能大大提高烙敷率。焊接结束后，需要对焊丝抽丝。
[0017] 本发明的焊接及控制方法的优点有： 本发明中对鹤极的打磨可使鹤极在起弧过程中电弧更加发散稳定，X型坡口可W较好 的控制变形量；较为简易的坡口加工方式讨目对于U型）；较容易处理反面清根的工作。
[0018] 本发明的焊接方法可实现TIG焊接过程脉冲电流控制、动态送丝频率控制、送丝 速度补偿及热丝电流的控制，从而在焊接过程中实现焊件控制热输入和烙池尺寸，电弧能 量集中且挺度高，焊接试件变形小，精确地控制热输入和烙池尺寸，而且可W得到均匀的烙 深，而且动态热丝对烙池金属具有强有力的揽拌作用，可W使一些杂质析出，大大提高了焊 接质量和焊接速度。
【附图说明】
[0019] 图1为立焊位置焊接工艺示意图。
【具体实施方式】
[0020] 请参考图1所示，本发明掲示LNG储罐TIPTIG焊接方法，其包括W下步骤： 步骤一：为焊接设备安装直径为3. 2mm的鹤极，鹤极尖端打磨角度为40°~50°度，鹤极 尖端直径0. 8μπ。
[00引]步骤二：选用LNG内罐壁板板厚为17~22mm的9%ΝΙ钢板焊接接头，坡口形式采用 X型焊接坡口，工件根部最小间隙为2.ο~2. 4mm，坡口角度为60%纯边1.ο~1. 5mm。在焊缝 坡口两侧25mm范围内进行打磨去除附着物，W防止油、水、诱污染。
[0022] 步骤Ξ:ΤΙΡTIG焊机采用直流正接，将焊接电源的及热丝电源的正极与焊接母材 连接，焊接电源负极与焊枪鹤极连接，热丝电源负极与焊枪导电嘴连接。
[0023] 步骤四：焊接金属材料采用（美国超合金INCO-WELDC-276儀基焊丝），规格为直 径1. 0mm的实忍焊丝，鹤极与焊丝的夹角呈45°~60°，鹤极伸出长度Ll=6. 5mm，焊丝伸出长 度L2=15mm，焊丝与鹤极之间的距离D=3mm。工作时保证焊丝能够通过鹤电极中屯、线。
[0024] 步骤五：通过激光识别焊缝获取焊缝中屯、位置，校准鹤极对中。激光测距传感器 通过直线滑台向右摆动，在垂直于焊件的上方扫描，传感器可测出距离工件的实际距离； 实时测得传感器距工件的距离；当传感器从工件处表面上方自左向右扫描过坡口，再继 续扫描坡口经过坡口到达工件另一侧处表面上，通过采集传感器测量距离的数据与传感 器向右摆动的距离数据在运段期间建立直角坐标系，设定传感器在初始工件表面上扫描 起始点为建立的坐标系原点0,垂直于焊接工件传感器摆动方向为X轴，与传感器摆动方向 垂直对准待焊工件的为y轴；对采集得到导的数据进行处理和分析，可W得到坡口在X轴 的起始偏移和中屯、偏移、工件根部间隙宽度、坡口宽度等信息。
[00巧]步骤六：调用打底根焊焊接工艺参数程序，采用立向上立缝焊接，焊后进行清根。
[0026] 步骤屯：在LNG内罐壁板内表面打底焊缝基础上进行填充焊，调用填充焊接工艺 参数焊接，形成外表面封闭焊缝。在每层焊接前需要使用不诱钢丝刷进行层间清理，焊接过程中层间溫度不超过150°C。_
[0027] 步骤八：在LNG内罐壁板内表面填充焊缝基础上进行盖面焊，调用盖面焊接工艺 参数焊接。
【主权项】
1.根据LNG储罐TIPTIG焊接方法，其特征包括以下步骤： 步骤一：为焊接设备安装直径为3. 2mm的钨极，钨极尖端打磨角度为40°~50°，钨极尖端 直径0· 8謹； 步骤二：选用LNG内罐壁板板厚为17~22mm的9%NI钢板焊接接头，坡口形式采用X型 焊接坡口，工件根部最小间隙为2. 0~2. 4mm，坡口角度为60°，钝边1. 0~1. 5mm; 步骤三：使用TIPTIG焊机的直流正接，将焊接电源及热丝电源的正极与焊接母材连 接，焊接电源负极与焊枪钨极连接，热丝电源负极与焊枪导电嘴连接； 步骤四：焊接金属材料采用（美国超合金INCO-WELDC-276镍基焊丝），规格为直径 1.0mm的实芯焊丝，妈极与焊丝的夹角呈45°~60°，妈极伸出长度LI= 6. 5mm,焊丝伸出长 度L2 = 15mm，焊丝与妈极之间的距离D= 3mm.工作时保证焊丝能够通过妈电极中心线； 步骤五：通过激光识别焊缝获取焊缝中心位置，校准钨极对中； 步骤六：调用打底根焊焊接工艺参数程序，采用立向上立缝焊接； 步骤七：在LNG内罐壁板内表面填充焊缝基础上进行盖面焊，调用盖面焊接工艺参数 焊接。
【专利摘要】一种LNG储罐TIP？TIG焊接方法，焊接系统包括弧压高度自动调整、焊缝的激光自动跟踪、焊丝热输入量、送丝调速、摆动器与焊接电流脉冲配合等控制功能，焊接过程包括焊前准备阶段、以及焊接工艺参数调用和施焊过程中系统自动调整；其中：所述焊前准备阶段包括如下子步骤：根据焊接工艺要求将待焊工件板端坡口及钨极端部形状打磨预处理，调整钨极与焊丝的角度及位置,激光扫描实现焊缝对中，调用打底、填充、盖面等焊接工艺参数组进行施焊。本发明采用的LNG储罐TIP？TIG焊接方法，能够达到良好的焊缝成形，焊接效率高、焊缝质量更稳定。
【IPC分类】B23K9/167, B23K9/235, B23K101/12, B23K33/00
【公开号】CN105312741
【申请号】CN201510849313
【发明人】黄玲, 付伟, 许家忠, 尤波, 李东洁, 张宇
【申请人】哈尔滨理工大学
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年11月30日