《铝材工艺管道水平固定焊接工艺.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《铝材工艺管道水平固定焊接工艺.pdf（8页珍藏版）》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103357991 A (43)申请公布日 2013.10.23 CN 103357991 A *CN103357991A* (21)申请号 201310269273.1 (22)申请日 2013.06.28 B23K 9/16(2006.01) B23K 9/235(2006.01) B23K 9/00(2006.01) B23P 15/00(2006.01) (71)申请人 江苏中核利柏特股份有限公司 地址 215634 江苏省苏州市张家港保税区上 海路 55 号江苏中核利柏特股份有限公 司 (72)发明人 陈杰恒 罗开林 何仲 王飞 谭茹馨 徐春叶 (74)专利。
2、代理机构 张家港市高松专利事务所 ( 普通合伙 ) 32209 代理人 孙高 (54) 发明名称 铝材工艺管道水平固定焊接工艺 (57) 摘要 本发明公开了一种铝材工艺管道水平固定焊 接工艺， 该焊接工艺针对铝材液态流动性大的特 点， 利用衬垫支撑熔敷金属， 并在不同的施焊位置 采用不同的送丝方法， 使得在焊接铝材工艺管道 时焊缝成型美观， 焊纹均匀， 裂纹倾向小， 组织致 密， 焊缝质量稳定， 避免出现焊瘤、 塌陷、 未焊透等 缺陷。 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 5 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书5页 (10)申。
3、请公布号 CN 103357991 A CN 103357991 A *CN103357991A* 1/2 页 2 1. 铝材工艺管道水平固定焊接工艺， 包括 ： A焊前准备， 包括以下分步骤 : a1）选择工具 ： 选用 75交流水冷手工铝氩弧焊钜， 截面积为 25-45mm2手把线、 直 径 4.0-5.0mm 的铈钨极， 钨极端头为半球形， 铈钨极相对氩弧焊炬的导电嘴的伸出长度为 6-8mm ； a2） 工具的验收检查 ： 检查交流水冷手工铝氩弧焊钜接口是否漏气及氩气流量计和其 他计量器具是否已标定且在有效期内， 检查氩气纯度是否为 99.99%， 检查焊丝表面是否清 洁， 管材、 焊丝。
4、理化参数的验收检查是否合格 ； a3） 对管材进行划线并进行尺寸检查 ； a4） 对管材切割下料， 保证切口端面与管材轴线的垂直度符合标准规定 ； a5） 对需焊接的两管材的切口端面加工坡口， 使两管材的坡口角度之和为 55 -72， 钝边为 0.5-1mm ； a6） 加工衬垫， 衬垫端面倒角， 消除毛刺， 衬垫可选永久衬垫和非永久衬垫。永久衬垫 为 O 形衬垫， 衬垫材质与管材相同或同一组别 ； 非永久衬垫材质为奥氏体不锈钢， 形状为 U 形 ； a7） 将管材坡口面内外 20-30mm 范围内杂物、 衬垫内、 外表面的杂物清除干净， 露出金 属光泽 ； B将需要焊接的两管材进行组对， 包。
5、括以下分步骤 ： b1） 确认组对用的工装卡具的接触面材料与管材材质相同或相同组别 ； b2） 将两管材水平组对， 管材六点处钟点位置的组对间隙为 4mm， 十二点处的组对间隙 为 5-10mm ； b3） 将衬垫内衬于两个管材的坡口内表面， 该衬垫选永久衬垫时进入步骤 C ； 该衬垫选 非永久性衬垫时则无需步骤 C 而直接进入步骤 D ； C将永久衬垫与两管材点固焊， 包括以下分步骤 ： c1） 点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同， 点固焊点将熔入焊缝中 ； c2） 对管材进行点固焊， 点固焊焊点应避开在管材钟点位置的三、 六、 九、 十二点， 点固 焊点应将坡口根部焊透 ； c3） 检查点固。
6、焊的质量 ； c4） 将点固焊点两端打磨成缓坡型 ； D焊前对外界客观因素进行检查 ； E手工焊接， 左焊法、 压道焊， 按照焊枪的预设的行进方向进行方向确认， 焊枪的前进 方向为前， 而对应的方向则为后， 该步骤包括以下分步骤 ： e1） 确定送丝方式、 首次施焊位置和首次起弧位置， 首次施焊位置选取管材六点位置后 10-20mm 范围， 首次起弧位置从施焊位置前 10-15mm 范围 ； 根据不同的焊接位置选择送丝方 式 ： 仰焊位置、 仰焊位置至平焊位置的区段均采用点滴断续填丝法送丝， 焊丝送到熔池的边 缘， 焊丝移出熔池后， 焊丝热端不得移出气体保护区， 防止氧化 ； 平焊位置采用连续。
7、填丝法 送丝， 保持焊丝端头不离开熔池， 且不断均匀的往熔池里送丝 ； 焊缝熔池与点固焊点接头时 焊丝给少， 送丝要平稳， 避免焊丝与高温钨极接触 ； e2） 瓷嘴轴线与焊缝表面之间角度在 80-90， 从首次起弧位置起弧向首次施焊位置运 权 利 要 求 书 CN 103357991 A 2 2/2 页 3 行， 然后顺时针或者逆时针行进， 直至收弧后形成第一段焊缝 ； e3） 对第一段焊缝的首端和末端打磨成缓坡型接头 ； e4） 从第一段焊缝的末端前 10-15mm 的坡口内起弧， 向后移动到缓坡型接头上， 使该缓 坡型接头与熔池完全熔合， 再沿与步骤 e2 运行方向相同的方向焊接直至收弧 。
8、； e5） 重复步骤 e4N 次， 直至第 N 段焊缝的末端缓坡型接头处于母材的十二点前后 10mm ； e6） 从第一段焊缝的首端前 10-15m 的坡口内起弧， 然后向后移动到第一段焊缝的首端 的缓坡型接头使其与熔池完全熔合， 再向前逆时针或顺时针运行直至收弧 ； e7） 重复步骤 e6N 次， 直至第 N 段焊缝的末端与第 N 段焊缝的末端接头完全熔合 ； e8） 焊缝完成后， 若为非永久性衬垫则拆除非永久性衬垫 ； e9） 焊缝内外表面焊接缺陷打磨清理。 F. 焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查 ； G. 焊后检查， 包括以下分步骤 ； 、 g1） 清除表面裂纹、 气孔、 夹渣、 咬。
9、边、 飞溅缺陷， 对焊缝进行 100% 外观检查 ； g2） 根据管材的实际需要进行无损检测。. 2. 如权利要求 1 所述的铝材工艺管道水平固定焊接工艺， 其特征在于 ： 步骤 D 中焊前 检查内容包括 ： 对坡口缺陷、 参数的检查 ； 施焊场所湿度、 温度、 风速的检查 ； 永久衬垫材料 符合设计规定或与母材相同 ； 非永久衬垫材质应是对焊缝质量无不良影响的材料 ； 防止管 内穿堂风措施的检查 ； 点固焊点质量的检查 ； 焊接变形及反变形措施。 3. 如权利要求 1 所述的铝材工艺管道水平固定焊接工艺， 其特征在于 ： 步骤 F 中检 查内容包括 ： 电源种类 ； 氩气纯度及流量、 衬垫间。
10、隙、 打底焊道彻底检查焊道两边熔合的质 量 ； 焊接电流、 电压、 施焊速度 ； 道间温度、 层间温度 ； 多层多道焊接头要错开 ； 每道及层间 焊完 100% 外观自检。 权 利 要 求 书 CN 103357991 A 3 1/5 页 4 铝材工艺管道水平固定焊接工艺 技术领域 0001 本发明涉及一种焊接工艺， 特别是指一种铝材工艺管道水平固定焊接工艺。 背景技术 0002 铝及铝合金具有强的氧化能力， 在空气中极易与氧结合生成致密结实的 Al2O3， 焊 接过程中， 氧化铝薄膜会阻碍金属间的良好结合并易形成夹渣， 氧化膜还会吸附水分， 焊接 时会促使焊缝生成气孔。交流铝氩弧焊是适用于铝。
11、材工艺管道焊接的理想焊接方法。传 统交流手工钨极铝氩弧焊工艺， 焊接要求焊工保持弧长稳定， 直进式、 走直线。实际焊接往 往出现电弧在坡口两边停留时间不均匀， 电弧长度不稳定， 加上铝材导热快、 容易氧化、 液 态铝流动性大， 常常造成焊缝外观成型不良、 未融合、 气孔、 根部未焊透、 焊瘤或者塌陷等缺 陷。总体上对焊工技能要求高。焊接质量不稳定。能耗大。 发明内容 0003 本发明所要解决的技术问题是 ： 提供一种铝材工艺管道水平固定焊接工艺， 该焊 接克服了现有技术焊接质量不稳定， 对焊工技能要求高的瓶颈， 经该焊接工艺施焊的铝材 工艺管道， 焊缝成型美观， 焊纹均匀， 裂纹倾向小， 组织。
12、致密， 焊缝质量稳定， 焊接要领容易 掌握， 有广阔的市场前景和推广价值。 0004 为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是 ： 铝材工艺管道水平固定焊接工艺， 包 括 ： 0005 A焊前准备， 包括以下分步骤 : 0006 a1） 选择工具 ： 选用 75交流水冷手工铝氩弧焊钜， 截面积为 25-45mm2手把线、 直 径 4.0-5.0mm 的铈钨极， 钨极端头为半球形， 铈钨极相对氩弧焊炬的导电嘴的伸出长度为 6-8mm ； 0007 a2） 工具的验收检查 ： 检查交流水冷手工铝氩弧焊钜接口是否漏气及氩气流量计 和其他计量器具是否已标定且在有效期内， 检查氩气纯度是否为 99.99。
13、%， 检查焊丝表面是 否清洁， 管材、 焊丝理化参数的验收检查是否合格 ； 0008 a3） 对管材进行划线并进行尺寸检查 ； 0009 a4） 对管材切割下料， 保证切口端面与管材轴线的垂直度符合标准规定 ； 0010 a5）对需焊接的两管材的切口端面加工坡口， 使两管材的坡口角度之和为 55 -72， 钝边为 0.5-1mm ； 0011 a6） 加工衬垫， 衬垫端面倒角， 消除毛刺， 衬垫可选永久衬垫和非永久衬垫。 永久衬 垫为 O 形衬垫， 衬垫材质与管材相同或同一组别 ； 非永久衬垫材质为奥氏体不锈钢， 形状为 U 形 ； 0012 a7） 将管材坡口面内外 20-30mm 范围内杂。
14、物、 衬垫内、 外表面的杂物清除干净， 露 出金属光泽 ； 0013 B将需要焊接的两管材进行组对， 包括以下分步骤 ： 说 明 书 CN 103357991 A 4 2/5 页 5 0014 b1） 确认组对用的工装卡具的接触面材料与管材材质相同或相同组别 ； 0015 b2） 将两管材水平组对， 管材六点钟点位置处的组对间隙为 4mm， 十二点处的组对 间隙为 5-10mm ； 0016 b3） 将衬垫内衬于两个管材的坡口内表面， 该衬垫选永久衬垫时进入步骤 C ； 该衬 垫选非永久性衬垫时则无需步骤 C 而直接进入步骤 D ； 0017 C将永久衬垫与两管材点固焊， 包括以下分步骤 ： 。
15、0018 c1） 点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同， 点固焊点将熔入焊缝中 ； 0019 c2） 对管材进行点固焊， 点固焊焊点应避开在管材钟点位置的三、 六、 九、 十二点， 点固焊点应将坡口根部焊透 ； 0020 c3） 检查点固焊的质量 ； 0021 c4） 将点固焊点两端打磨成缓坡型 ； 0022 D焊前对外界客观因素进行检查 ； 0023 E手工焊接， 左焊法、 压道焊， 按照焊枪的预设的行进方向进行方向确认， 焊枪的 前进方向为前， 而对应的方向则为后， 该步骤包括以下分步骤 ： 0024 e1） 确定送丝方式、 首次施焊位置和首次起弧位置 ； 首次施焊位置选取管材六点位 置后10。
16、-20mm范围， 首次起弧位置从施焊位置前10-15mm范围， 根据不同的焊接位置选择送 丝方式 ： 仰焊位置、 仰焊位置至平焊位置的区段均采用点滴断续填丝法送丝， 焊丝送到熔池 的边缘， 焊丝移出熔池后， 焊丝热端不得移出气体保护区， 防止氧化 ； 平焊位置采用连续填 丝法送丝， 保持焊丝端头不离开熔池， 且不断均匀的往熔池里送丝 ； 焊缝熔池与点固焊点接 头时焊丝给少， 送丝要平稳， 避免焊丝与高温钨极接触 ； 0025 e2） 瓷嘴轴线与焊缝表面之间角度在 80-90， 从首次起弧位置起弧向首次施焊位 置运行， 然后顺时针或者逆时针行进， 直至收弧后形成第一段焊缝 ； 0026 e3） 。
17、对第一段焊缝的首端和末端打磨成缓坡型接头 ； 0027 e4） 从第一段焊缝的末端前 10-15mm 的坡口内起弧， 向后移动到缓坡型接头上， 使 该缓坡型接头与熔池完全熔合， 再沿与步骤 e2 运行方向相同的方向焊接直至收弧 ； 0028 e5） 重复步骤 e4N 次， 直至第 N 段焊缝的末端缓坡型接头处于母材的十二点前后 10mm ； 0029 e6） 从第一段焊缝的首端前 10-15m 的坡口内起弧， 然后向后移动到第一段焊缝的 首端的缓坡型接头使其与熔池完全熔合， 再向前逆时针或顺时针运行直至收弧 ； 0030 e7） 重复步骤 e6N 次， 直至第 N 段焊缝的末端与第 N 段焊缝。
18、的末端接头完全熔 合 ； 0031 e8） 焊缝完成后， 若为非永久性衬垫则拆除非永久性衬垫 ； 0032 e9） 焊缝内外表面焊接缺陷打磨清理。 0033 F. 焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查 ； 0034 G. 焊后检查， 包括以下分步骤 ； 、 0035 g1） 清除表面裂纹、 气孔、 夹渣、 咬边、 飞溅缺陷， 对焊缝进行 100% 外观检查 ； 0036 g2） 根据管材的实际需要进行无损检测。. 0037 作为一种进一步的方案， 步骤 D 中焊前检查内容包括 ： 对坡口缺陷、 参数的检查 ； 施焊场所湿度、 温度、 风速的检查 ； 永久衬垫材料符合设计规定或与母材相同 ； 非。
19、永久衬垫 说 明 书 CN 103357991 A 5 3/5 页 6 材质应是对焊缝质量无不良影响的材料 ； 防止管内穿堂风措施的检查 ； 点固焊点质量的检 查 ； 焊接变形及反变形措施。 0038 作为一种进一步的方案， 步骤 F 中检查内容包括 ： 电源种类 ； 氩气纯度及流量、 衬 垫间隙、 打底焊道彻底检查焊道两边熔合的质量 ； 焊接电流、 电压、 施焊速度 ； 道间温度、 层 间温度 ； 多层多道焊接头要错开 ； 每道及层间焊完 100% 外观自检。 0039 采用了上述技术方案后， 本发明的效果是 ： 该焊接工艺有衬垫的支撑， 并且利用适 合铝材工艺管道的施焊方式和送丝方式进行焊。
20、接， 熔池容易控制， 打底焊缝容易成型， 避免 了形成根部焊瘤、 塌陷、 未焊透等缺陷， 有效的控制焊缝根部质量。 操作手法简单， 焊工容易 掌握。 具体实施方式 0040 下面通过具体实施例对本发明作进一步的详细描述。 0041 一种铝材工艺管道水平固定焊接工艺， 包括 ： 0042 A焊前准备， 包括以下分步骤 : 0043 a1） 选择工具 ： 选用 75交流水冷手工铝氩弧焊钜， 截面积为 25-45mm2手把线、 直 径 4.0-5.0mm 的铈钨极， 钨极端头为半球形， 铈钨极相对氩弧焊炬的导电嘴的伸出长度为 6-8mm ； 0044 a2） 工具的验收检查 ： 检查交流水冷手工铝氩。
21、弧焊钜接口是否漏气及氩气流量计 和其他计量器具是否已标定且在有效期内， 检查氩气纯度是否为 99.99%， 检查焊丝表面是 否清洁， 可利用丙酮清洁处理， 管材、 焊丝理化参数的验收检查是否合格 ； 0045 a3） 对管材进行划线并进行尺寸检查 ； 0046 a4） 对管材切割下料， 保证切口端面与管材轴线的垂直度符合标准规定 ； 0047 a5）对需焊接的两管材的切口端面加工坡口， 使两管材的坡口角度之和为 55 -72， 钝边为 0.5-1mm ； 0048 a6） 加工衬垫， 衬垫端面倒角， 消除毛刺， 衬垫可选永久衬垫和非永久衬垫。 永久衬 垫为 O 形衬垫， 衬垫材质与管材相同或同。
22、一组别 ； 非永久衬垫材质为奥氏体不锈钢， 形状为 U 形， 装配时， 利用楔形块楔紧 U 形衬垫使其与母材内壁紧密接触即可 ； 0049 a7） 将管材坡口面内外 20-30mm 范围内杂物、 衬垫内、 外表面的杂物清除干净， 露 出金属光泽 ； 0050 B将需要焊接的两管材进行组对， 包括以下分步骤 ： 0051 b1） 确认组对用的工装卡具的接触面材料与管材材质相同或相同组别 ； 0052 b2） 将两管材水平组对， 管材钟点位置六点处的组对间隙为 4mm， 十二点处的组对 间隙为 5-10mm ； 0053 b3） 将衬垫内衬于两个管材的坡口内表面， 该衬垫选永久衬垫时进入步骤 C，。
23、 利用 点固焊步骤将永久衬垫与两个管材点固固定 ； 该衬垫选非永久性衬垫时则无需步骤 C 而直 接进入步骤 D， 非永久性衬垫则是利用楔形块楔紧衬垫使其涨开紧密贴合在管材的坡口内 表面 ； 0054 C将永久衬垫与两管材点固焊， 包括以下分步骤 ： 0055 c1） 点固焊用的焊丝及工艺与正式焊相同， 点固焊点将熔入焊缝中 ； 说 明 书 CN 103357991 A 6 4/5 页 7 0056 c2） 对管材进行点固焊， 点固焊焊点应避开在管材钟点位置的三、 六、 九、 十二点， 点固焊点应将坡口根部焊透， 以减小在困难位置接头造成的质量风险 ； 0057 c3） 检查点固焊的质量 ； 0。
24、058 c4） 将点固焊点两端用硬质合金切割片打磨成缓坡型， 便于接头熔合和保证接头 质量 ； 0059 D焊前对外界客观因素进行检查 ； 该焊前检查内容包括 ： 对坡口缺陷、 参数的检 查， 坡口面不得有裂纹、 夹层等缺陷 ； 施焊场所湿度、 温度、 风速的检查是否符合要求 ； 永久 衬垫材料符合设计规定或与母材相同 ； 非永久衬垫材质应是对焊缝质量无不良影响的材 料 ； 防止管内穿堂风措施的检查 ； 点固焊点质量的检查 ； 焊接变形及反变形措施是否符合 要求。 0060 E手工焊接， 左焊法、 压道焊， 按照焊枪的预设的行进方向进行方向确认， 焊枪的 前进方向为前， 而对应的方向则为后， 。
25、例如， 将该管材的截面采用顺时针和逆时针相结合的 方式行进， 那么焊枪顺时针行进时， 九点位置位于六点位置的前方， 六点位置则位于九点位 置的后方 ； 而焊枪逆时针行进时， 三点位置位于六点位置的前方， 而六点位置位于三点位置 的后方， 该步骤包括以下分步骤 ： 0061 e1） 确定送丝方式、 首次施焊位置和首次起弧位置， 施焊位置选取管材六点位置后 10-20mm 范围， 此时若施焊是先进行顺时针， 那么首次施焊位置则位于六点和三点之间， 若 施焊是先进行逆时针， 那么首次施焊位置则位于六点和九点之间， 但均可描述为管材六点 位置后 10-20mm 范围。同样， 首次起弧位置从施焊位置前 。
26、10-15mm 范围， 根据不同的焊接位 置选择送丝方式 ： 仰焊位置、 仰焊位置至平焊位置的区段均采用点滴断续填丝法送丝， 焊丝 送到熔池的边缘， 焊丝移出熔池后， 焊丝热端不得移出气体保护区， 防止氧化， 熔池宽度为 6-12mm。 平焊位置采用连续填丝法送丝， 保持焊丝端头不离开熔池， 且不断均匀的往熔池里 送丝， 氩弧焊炬平焊时的运行速度 10-20cm/min， 熔池宽度为 8-15mm。焊缝熔池与点固焊点 接头时焊丝给少， 避免点固焊点形成焊瘤、 未熔合等缺陷。送丝要平稳， 避免焊丝与高温钨 极接触造成钨极被污染、 烧损， 还会破坏电弧稳定性， 焊丝应平稳送入熔池， 避免因过快过 。
27、猛而将空气带入熔池产生气孔， 焊炬前进速度要适当， 保证电弧在焊缝两边停留时间足够 长， 以保证边缘熔合质量， 避免出现坡口面及层间未熔合、 夹渣等缺陷。 0062 e2） 瓷嘴轴线与焊缝表面之间角度在 80-90， 从起弧位置起弧向施焊位置运行， 然后顺时针或者逆时针行进， 直至收弧后形成第一段焊缝 ； 本实施例中， 先由六点方向经九 点方向后运行到十二点位置， 即先进行顺时针， 当然， 也可以先进行逆时针。 0063 e3） 对第一段焊缝的首端和末端用硬质合金切割片打磨成缓坡型接头 ； 0064 e4） 从第一段焊缝的末端前 10-15mm 的坡口内起弧， 向后移动到缓坡型接头上， 使 该。
28、缓坡型接头与熔池完全熔合， 再沿与步骤 e2 运行方向相同的方向焊接直至收弧 ； 0065 e5） 重复步骤 e4N 次， 直至第 N 段焊缝的末端缓坡型接头处于母材的十二点前后 10mm ； 0066 e6） 从第一段焊缝的首端前 10-15m 的坡口内起弧， 然后向后移动到第一段焊缝的 首端的缓坡型接头使其与熔池完全熔合， 再向前逆时针运行直至收弧， 该处的方向与步骤 e2 的方向相反， 即， 步骤 e2-e5 是完成顺时针方向的施焊， 那么步骤 e6-e7 则是完成逆时针 方向的施焊 ； 说 明 书 CN 103357991 A 7 5/5 页 8 0067 e7） 重复步骤 e6N 次。
29、， 直至第 N 段焊缝的末端与第 N 段焊缝的末端接头完全熔 合 ； 0068 e8） 焊缝完成后， 若为非永久性衬垫则拆除非永久性衬垫， 如果是永久性衬垫， 那 么该衬垫则被焊接在两个管材的接口处 ； 由于该非永久性衬垫的材质是奥氏体不锈钢， 因 而， 在焊接时焊丝不会将熔敷金属与该衬垫焊接为一体。 0069 e9） 焊缝内外表面焊接缺陷用硬质合金切割片或不锈钢钢丝刷打磨清理。 0070 F. 焊接过程中对焊接的各客观因素进行检查 ； 该检查内容包括 ： 电源种类是否符 合工艺要求 ； 氩气纯度及流量是否符合工艺要求、 衬垫间隙是否符合工艺要求、 打底焊道时 彻底检查焊道两边熔合的质量， 不。
30、合格处及时打磨掉， 然后重新焊接， 直到合格 ； 焊接电流、 电压、 施焊速度是否符合工艺要求 ； 道间温度、 层间温度是否符合工艺要求 ； 多层多道焊接 头要错开 ； 每道及层间焊完 100% 外观自检， 清除表面裂纹、 气孔、 夹渣和未熔合， 清除影响 下一道焊缝成形及焊接质量的沟槽， 清除接头不良部位及有害的加强高， 主动接受质检部 门过程检查。 0071 G. 焊后检查， 包括以下分步骤 ； 0072 g1） 清除表面裂纹、 气孔、 夹渣、 咬边、 飞溅缺陷， 对焊缝进行 100% 外观检查 ； 0073 g2） 根据管材的实际需要进行无损检测， 包括按规范要求进行 PT 检查、 UT 检查、 RT 检查。 说 明 书 CN 103357991 A 8 。