一种跳跃回中式焊接方法与流程

1.本发明涉及焊接作业的技术领域，尤其涉及一种跳跃回中式焊接方法。


背景技术：

2.当使用熔焊焊接方法时，被焊母材和填充金属被热源加热并熔化，利用液相之间的相溶及液、固两相原子的严密接触来完成原子间的结合。当焊接中金属被加热到熔化温度时，大量的集中热源带来局部热应力。在焊接冷却过程中，焊缝的快速冷却在周围母材的拘束下进一步产生很大的应力。这些热应力会给被焊部件造成变形，严重情况下会产生裂纹，对部件造成破坏。
3.在大型管排工件的安装中需要大量的焊接工作，其特点是焊缝长，焊接覆盖面积大。如不进行焊接变形控制，管排会因为严重变形无法运行工作，给后续的生产带来巨大损失。焊机的变形控制有很多技术方法，包括材料、焊接参数、焊接拘束、辅助热、焊接顺序、焊后矫正等控制方法。焊接顺序的控制是一个有效和方便的方法，但必须根据具体的工件形状和尺寸，结合使用的焊接方法和参数，进行合理安排。


技术实现要素：

4.本发明旨在对管排工件焊接进行控制，而提供一种跳跃回中式焊接方法。
5.本发明为实现上述目的，采用以下技术方案：
6.一种跳跃回中式焊接方法，具体步骤为：
7.s1、焊道划分
8.确定整个焊道的起点与终点位置，并对整个焊道进行均匀划分，划分的每段称为一个初始的局部焊段；
9.s2、确定第一段局部焊段
10.确定包括整个焊道的起点位置的局部焊段为焊接顺序中的第一段局部焊段；
11.s3、确定第二段局部焊段
12.确定包括整个焊道的终点位置的局部焊段为焊接顺序中的第二段局部焊段；
13.s4、确定焊接顺序待选择区
14.把整个焊道中所有未确定焊接顺序的局部焊段定义为焊接顺序待选择区；
15.其中，定义两侧相邻的局部焊段都已有确定焊接顺序的一个局部焊段为单独待定顺序局部焊段；定义由彼此相邻的两个以上的局部焊段组成的集合为待定顺序局部焊段组；
16.s5、根据焊接顺序待选择区的不同逐步划分焊段
17.当焊接顺序待选择区只包括一段单独待定顺序局部焊段时，确定此局部焊段为焊接顺序中的下一段局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
18.当焊接顺序待选择区包括且仅包括两段以上单独待定顺序局部焊段时，选择其中
具有相邻已确定局部焊段的焊接顺序最早者为焊接顺序中的下一段局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
19.当焊接顺序待选择区中包括有待定顺序局部焊段组时且待定顺序局部焊段组只有一组时，从所述的待定顺序局部焊段组的中间位置选择焊接顺序中的下一段局部焊段，如中间位置处有两个局部焊段时，则选择两个之中靠近该待定顺序局部焊段组两侧中已确定焊接顺序较早的那一个局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
20.当焊接顺序待选择区包括了两个以上待定顺序局部焊段组时，当所述的待定顺序局部焊段组长度不等时，选择从长度最长的待定顺序局部焊段组中进行焊接顺序确定；当所述的待定顺序局部焊段组长度相等或长度最长的待定顺序局部焊段组有两个以上时，从邻近已确定焊接顺序最早的局部焊段的待定顺序局部焊段组中进行焊接顺序确定；进而从选择所述的待定顺序局部焊段组的中间位置选择为焊接顺序中的下一段局部焊段，且当中间位置处有两个局部焊段时，则选择两个之中靠近该待定顺序局部焊段组两侧中已确定焊接顺序较早的那一个局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
21.s6、确定焊接顺序
22.重复步骤s4、s5中的操作，直至确定整个焊道中所有局部焊段的焊接顺序；
23.s7、焊接
24.按照步骤s2至步骤s6中确定的焊接顺序进行所有局部焊段的焊接，当选择用来进行焊接的局部焊段和已完成焊接的局部焊段相接时，此局部焊段与已完成焊接的局部焊段进行搭接焊接。
25.步骤s1中，对焊道进行均匀划分时，初始的局部焊段的长度不小于0.8m且不大于2m。
26.步骤s7中，两端都需要进行搭接焊接的局部焊段除外，其他局部焊段焊接后实际的长度差别不大于10cm。
27.步骤s7中，两端都需要进行搭接焊接的局部焊段长度不大于3m。
28.步骤s7中，焊接搭接长度不小于1cm且不大于3cm。
29.施焊工件为大面积管排工件。
30.焊接方式为自动化熔化极或非熔化极焊接。
31.本发明的有益效果是：本发明利用管排焊接变形的特点，后续焊段的焊接可以抵减先前焊段产生的焊接变形，最后焊接完成后整个管排变形可以控制在合理变形范围内，不会对管排造成结构破坏，减小大型管排工件的焊接变形，提高了施焊工件的结构安全；操作直观简便，易于实施。
附图说明
32.图1为本发明的流程图；
33.图2为图1中a部分的示意图；
34.图3为图1中b部分的示意图；
35.图4为图1中c部分的示意图；
36.图5为管排工件的示意图；
37.图6为具体实施例1中的局部焊段划分示意图；
38.图7为具体实施例2中的局部焊段划分示意图；
39.图8为具体实施例3中的局部焊段划分示意图；
40.图中：10-碳钢管子一；20-碳钢管子二；30-碳钢鳍片；40-焊道一；41-焊道一局部焊段一；42-焊道一局部焊段二；43-焊道一局部焊段三；50-焊道二；51-焊道二局部焊段一；52-焊道二局部焊段二；53-焊道二局部焊段三；54-焊道二局部焊段四；55-焊道二局部焊段五；60-焊道三；61-焊道三局部焊段一；62-焊道三局部焊段二；63-焊道三局部焊段三；
41.以下将结合本发明的实施例参照附图进行详细叙述。
具体实施方式
42.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
43.需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
44.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
45.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
46.一种跳跃回中式焊接方法，具体步骤为：
47.s1、焊道划分
48.确定整个焊道的起点与终点位置，并对整个焊道进行均匀划分，划分的每段称为一个初始的局部焊段；对焊道进行均匀划分时，初始的局部焊段的长度不小于0.8m且不大于2m；
49.s2、确定第一段局部焊段
50.确定包括整个焊道的起点位置的局部焊段为焊接顺序中的第一段局部焊段；
51.s3、确定第二段局部焊段
52.确定包括整个焊道的终点位置的局部焊段为焊接顺序中的第二段局部焊段；
53.s4、确定焊接顺序待选择区
54.把整个焊道中所有未确定焊接顺序的局部焊段定义为焊接顺序待选择区；
55.其中，定义两侧相邻的局部焊段都已有确定焊接顺序的一个局部焊段为单独待定顺序局部焊段；定义由彼此相邻的两个以上的局部焊段组成的集合为待定顺序局部焊段组；
56.s5、根据焊接顺序待选择区的不同逐步划分焊段
57.当焊接顺序待选择区只包括一段单独待定顺序局部焊段时，确定此局部焊段为焊接顺序中的下一段局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
58.当焊接顺序待选择区包括且仅包括两段以上单独待定顺序局部焊段时，选择其中具有相邻已确定局部焊段的焊接顺序最早者为焊接顺序中的下一段局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
59.当焊接顺序待选择区中包括有待定顺序局部焊段组时且待定顺序局部焊段组只有一组时，从所述的待定顺序局部焊段组的中间位置选择焊接顺序中的下一段局部焊段，如中间位置处有两个局部焊段时，则选择两个之中靠近该待定顺序局部焊段组两侧中已确定焊接顺序较早的那一个局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
60.当焊接顺序待选择区包括了两个以上待定顺序局部焊段组时，当所述的待定顺序局部焊段组长度不等时，选择从长度最长的待定顺序局部焊段组中进行焊接顺序确定；当所述的待定顺序局部焊段组长度相等或长度最长的待定顺序局部焊段组有两个以上时，从邻近已确定焊接顺序最早的局部焊段的待定顺序局部焊段组中进行焊接顺序确定；进而从选择所述的待定顺序局部焊段组的中间位置选择为焊接顺序中的下一段局部焊段，且当中间位置处有两个局部焊段时，则选择两个之中靠近该待定顺序局部焊段组两侧中已确定焊接顺序较早的那一个局部焊段，确定了焊接顺序的局部焊段从所述的焊接顺序待选择区中移出，进入下一步；
61.s6、确定焊接顺序
62.重复步骤s4、s5中的操作，直至确定整个焊道中所有局部焊段的焊接顺序；
63.s7、焊接
64.按照步骤s2至步骤s6中确定的焊接顺序进行所有局部焊段的焊接，当选择用来进行焊接的局部焊段和已完成焊接的局部焊段相接时，此局部焊段与已完成焊接的局部焊段进行搭接焊接；
65.两端都需要进行搭接焊接的局部焊段除外，其他局部焊段焊接后实际的长度差别不大于10cm；两端都需要进行搭接焊接的局部焊段长度不大于3m；焊接搭接长度不小于1cm且不大于3cm。
66.施焊工件为大面积管排工件；焊接方式为自动化熔化极或非熔化极焊接。
67.具体实施例1：
68.参考图1、图2、图3、图4、图5和图6，使用跳跃回中式焊接方法，使用自动化熔化极焊接，管排工件由20g的碳钢管子一10、20g的碳钢管子二20、20号的碳钢鳍片30构成；以焊接三米长的碳钢管子二20和碳钢鳍片30为例，使用直径1.2毫米的er70-s6碳钢气保焊焊丝。
69.具体操作如下：
70.先确定焊道一40的起点位置和终点位置，按照长度为1m，将焊道一40均匀划分为焊道一局部焊段一41、焊道一局部焊段二42、焊道一局部焊段三43；
71.确定包括整个焊道一40的起点位置的焊道一局部焊段一41为第一焊接顺序；
72.确定包括整个焊道一40的终点位置的焊道一局部焊段三43为第二焊接顺序；
73.把整个焊道中未确定焊接顺序的焊道一局部焊段二42定义为焊接顺序待选择区，并：定义两侧相邻的局部焊段都有确定焊接顺序的焊道一局部焊段二42为单独待定顺序局部焊段；确定焊道一局部焊段二42为下一个焊接顺序；
74.移动焊枪，以碳钢管子二20和碳钢鳍片30的接缝的起点位置为起点完成焊道一40的第一焊接顺序的焊道一局部焊段一41的焊接，焊接完毕后焊道一局部焊段一41的实际长度为1m；
75.移动焊枪，以碳钢管子二20和碳钢鳍片30的接缝的终点位置为终点完成焊道一40的第二焊接顺序的焊道一局部焊段三43的焊接，焊接完毕后焊道一局部焊段三43的实际长度为1m；
76.移动焊枪，完成焊道一40的第三焊接顺序的焊道一局部焊段二42的焊接，焊接完毕后焊道一局部焊段二42的实际长度为1.04m；
77.焊道一局部焊段二42两端分别与焊道一局部焊段一41和焊道一局部焊段三43搭接焊接，搭接长度分别为2cm；
78.焊接完成后，实测焊接变形为1cm，管排没有因焊接变形产生裂纹和其他缺陷，质量合格。
79.具体实施例2：
80.参考图1、图2、图3、图4、图5和图7，使用跳跃回中式焊接方法，使用自动化熔化极焊接，管排工件由20g的碳钢管子一10、20g的碳钢管子二20、20号的碳钢鳍片30构成；以焊接五米长的碳钢管子二20和碳钢鳍片30为例，使用直径1.2毫米的er70-s6碳钢气保焊焊丝。
81.具体操作如下：
82.先确定焊道二50的起点位置和终点位置，按照长度为1m，将焊道二50均匀划分为焊道二局部焊段一51、焊道二局部焊段二52、焊道二局部焊段三53、焊道二局部焊段四54和焊道二局部焊段五55；
83.确定包括整个焊道二50的起点位置的焊道二局部焊段一51为第一焊接顺序；
84.确定包括整个焊道二50的终点位置的焊道二局部焊段五55为第二焊接顺序；
85.把整个焊道二50中所有未确定焊接顺序的焊道二局部焊段二52、焊道二局部焊段三53、焊道二局部焊段四54定义为焊接顺序待选择区，其中：定义由彼此相邻的两个以上的焊道二局部焊段二52、焊道二局部焊段三53、焊道二局部焊段四54组成的集合为待定顺序局部焊段组；确定待定顺序局部焊段组中间位置处的焊道二局部焊段三53为第三焊接顺序；
86.重新选定焊接顺序待选择区为焊道二局部焊段二52及焊道二局部焊段四54，定义焊道二局部焊段二52、焊道二局部焊段四54为单独待定顺序局部焊段；确定单独待定顺序的焊道二局部焊段二52为第四焊接顺序；
87.重新选定焊接顺序待选择区为：焊道二局部焊段四54，定义焊道二局部焊段四54为单独待定顺序局部焊段；确定焊道二局部焊段四54为第五焊接顺序；
88.移动焊枪，以碳钢管子二20和碳钢鳍片30的接缝的起点位置为起点完成焊道二50的焊道二局部焊段一51的焊接，焊接完成后的焊道二局部焊段一51的实际长度为1m；
89.移动焊枪，以碳钢管子二20和碳钢鳍片30的接缝的终点位置为终点完成焊道二50的焊道二局部焊段五55的焊接，焊接完成后的焊道二局部焊段五55的实际长度为1m；
90.移动焊枪，完成焊道二50的焊道二局部焊段三53的焊接，焊接完成后的焊道二局部焊段三53的实际长度为1m；
91.移动焊枪，完成焊道二50的焊道二局部焊段二52的焊接，焊接完成后焊道二局部焊段二52的实际长度为1.04m，焊道二局部焊段二52的两端分别与焊道二局部焊段一51和焊道二局部焊段三53搭接，搭接长度分别为2cm；
92.移动焊枪，完成焊道二50的焊道二局部焊段四54的焊接，焊接完成后焊道二局部焊段四54的实际长度为1.04m，焊道二局部焊段四54的两端分别与焊道二局部焊段三53和焊道二局部焊段五55搭接，搭接长度分别为2cm；
93.焊接完成后，实测焊接变形为1.5cm，管排没有因焊接变形产生裂纹和其他缺陷，质量合格。
94.具体实施例3：
95.参考图1、图2、图3、图4、图5和图8，使用跳跃回中式焊接方法，使用自动化熔化极焊接，管排工件由20g的碳钢管子一10、20g的碳钢管子二20、20号的碳钢鳍片30构成；以焊接三米长的碳钢管子二20和碳钢鳍片30为例，使用直径1.2毫米的er70-s6碳钢气保焊焊丝。
96.焊接顺序与具体实施例1类似，区别在于此实施例是实施熔覆堆焊，而非具体实施例1中的对接缝进行的连接焊接。
97.具体操作如下：
98.先确定焊道三60的起点位置和终点位置，按照长度为1m，将焊道三60均匀划分为焊道三局部焊段一61、焊道三局部焊段二62、焊道三局部焊段三63；
99.确定包括整个焊道三60的起点位置的焊道三局部焊段一61为第一焊接顺序；
100.确定包括整个焊道三60的终点位置的焊道三局部焊段三63为第二焊接顺序；
101.把整个焊道三60中未确定焊接顺序的焊道三局部焊段二62定义为焊接顺序待选择区，其中：定义两侧相邻的局部焊段都有确定焊接顺序的焊道三局部焊段二62为单独待定顺序局部焊段；确定焊道三局部焊段二62为第三焊接顺序；
102.移动焊枪，以碳钢管子二20、碳钢鳍片30的堆焊起点位置为起点完成焊道三60的焊道三局部焊段一61的堆焊，焊接完成后焊道三局部焊段一61的实际长度为1m；
103.移动焊枪，以碳钢管子二20、碳钢鳍片30的堆焊终点位置为终点完成焊道三60的焊道三局部焊段三63的堆焊，焊接完成后焊道三局部焊段三63的实际长度为1m；
104.移动焊枪，完成焊道三60的焊道三局部焊段二62的堆焊，焊接完成后焊道三局部焊段二62的实际长度为1.04m；
105.焊道三局部焊段二62的两端分别与焊道三局部焊段一61和焊道三局部焊段三63搭接焊接，搭接长度分别为2cm；
106.焊接完成后，实测焊接变形为0.9cm，管排没有因焊接变形产生裂纹和其他缺陷，质量合格。
107.本发明根据管排焊接变形的特点，后续焊缝或堆焊的焊接可以抵减先前的焊接变形，通过跳跃回中的方式，最后完成整个焊道的焊接或堆焊；在此过程中，焊接变形可以控
制在合理变形范围内，不会对管排造成结构破坏，减小大型管排工件的焊接变形，提高了施焊工件的结构安全。
108.上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。