本發(fā)明涉及核電站領(lǐng)域的焊接工藝，尤其涉及一種雙相不銹鋼熔化極氣體保護(hù)自動焊工藝。
背景技術(shù)：
雙相不銹鋼是鐵素體和奧氏體的雙相組織，其強(qiáng)度高、韌性好、耐腐蝕性強(qiáng)，具有良好的應(yīng)用前景。雙相不銹鋼A240 S32101在核電領(lǐng)域上首次應(yīng)用，目前其焊接均采用手工焊工藝，焊縫成型不夠美觀，焊接效率低，勞動強(qiáng)度大，對焊工本身的技能依賴性強(qiáng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種核電站雙相不銹鋼熔化極氣體保護(hù)焊工藝，以大限度的排除人為因素對焊接質(zhì)量的影響。
一種核電站雙相不銹鋼熔化極氣體保護(hù)焊工藝，其將雙相不銹鋼工件組對和點(diǎn)焊，然后再對焊接坡口進(jìn)行焊接，其是利用焊絲與雙相不銹鋼工件間產(chǎn)生的電弧作為熱源，將母材金屬熔化，并且采用焊絲作為填充金屬和電極，二元混合氣為保護(hù)氣體，通過布置焊接設(shè)備的自動焊行走機(jī)構(gòu)，取代焊工直接操控焊槍的工作，其包括如下步驟：
設(shè)定焊接設(shè)備的焊接工藝參數(shù)，對所述接頭處的焊接坡口進(jìn)行打底焊接；
調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，對所述焊接坡口進(jìn)行填充焊接；
調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，對所述焊接坡口進(jìn)行蓋面焊接。
優(yōu)選的實(shí)施例中，所述母材為雙相不銹鋼A240(S32101)。
優(yōu)選的實(shí)施例中，所述焊絲為藥芯焊絲E2209T1-4。
優(yōu)選的實(shí)施例中，所述保護(hù)氣體為體積百分比75％Ar+25％CO2混合氣體。
優(yōu)選的實(shí)施例中，所述焊接工藝參數(shù)包括焊接電壓、電感系數(shù)、送絲速度、焊 接速度，以及焊槍擺動速度、駐點(diǎn)停留時間、擺動模式、擺動幅度、焊槍角度以及焊槍噴嘴至工件的垂直距離。
優(yōu)選的實(shí)施例中，對于所述打底焊接的每道焊接的每層的焊接工藝參數(shù)包括電流90-150A，電感系數(shù)40-66，電壓23-26.5V，焊接速度5.9-32cm/min，送絲速度190-250in/min、擺動速度165-200周/min，焊槍擺動停留時間：坡口左0.1-0.5S，坡口中0-0.2S，坡口右0.1-0.5S。
優(yōu)選的實(shí)施例中，對于所述填充焊接的每道焊接的每層的焊接工藝參數(shù)包括電流110-175A，電感系數(shù)35-70，電壓23-26.5V，焊接速度6.3-32cm/min，送絲速度175-250in/min、擺動速度160-195周/min，焊槍擺動停留時間：坡口左0.2-0.5S，坡口中0-0.2S，坡口右0.3-0.5S。
優(yōu)選的實(shí)施例中，對于所述蓋面焊接的每道焊接的每層的焊接工藝參數(shù)包括電流100-160A，電感系數(shù)25-60，電壓22-28V，焊接速度6.3-32cm/min，送絲速度155-250in/min、擺動速度175-195周/min，焊槍擺動停留時間：坡口左0.2-0.4S，坡口中0.1-0.2S，坡口右0.2-0.4S。
本發(fā)明提出規(guī)范的操作流程，有利于大限度的排除人為因素對焊接質(zhì)量的影響，再此基礎(chǔ)上還可借助于自動焊行走機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)自動焊，在獲得優(yōu)良焊接接頭質(zhì)量的前提下，實(shí)現(xiàn)焊接的高效率，低成本，降低對焊工技能水平的依賴性，為后續(xù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)高速發(fā)展奠定技術(shù)基礎(chǔ)。
附圖說明
本發(fā)明的上述的以及其他的特征、性質(zhì)和優(yōu)勢將通過下面結(jié)合附圖和實(shí)施例的描述而變得更加明顯，其中：
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中核電站雙相不銹鋼熔化極氣體保護(hù)焊工藝的流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況 作類似推廣、演繹，因此不應(yīng)以此具體實(shí)施例的內(nèi)容限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
根據(jù)本發(fā)明的雙相不銹鋼熔化極氣體保護(hù)焊工藝可以是一種可實(shí)現(xiàn)高效率焊接的自動焊焊接工藝，該首先是將工件組對成其接頭部分包括接觸面以及焊接坡口，該工藝首先進(jìn)行點(diǎn)焊，在點(diǎn)焊基礎(chǔ)上在焊接坡口處形成焊縫，其利用焊絲與工件間產(chǎn)生的電弧作為熱源，將母材金屬熔化，并且采用焊絲作為填充金屬和電極，二元混合氣為保護(hù)氣體，通過布置自動焊行走機(jī)構(gòu)，取代焊工直接操控焊槍的工作，來實(shí)現(xiàn)雙相不銹鋼的自動焊的焊接工藝。
其焊接設(shè)備可以選擇但不限于如下：
焊接電源(含配套送絲機(jī))；
自動焊設(shè)備：擺動器、控制盒、自動焊小車、雙齒軌道。
焊接母材：雙相不銹鋼A240 S32101
焊接的焊材：藥芯焊絲E2209T1-4；
焊接過程中的保護(hù)氣體：75％Ar+25％CO2混合氣體。
如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的雙相不銹鋼熔化極氣體保護(hù)焊工藝首先對工件組對點(diǎn)焊，在點(diǎn)焊的過程中，當(dāng)采用襯墊時，控制墊板與母材緊密貼合，母材與墊板間隙值不超過2in為宜。
然后，焊接設(shè)備就位，對焊接坡口處進(jìn)行焊接。焊前檢查焊接電源、自動焊行走機(jī)構(gòu)是否可以正常使用；通過移動軌道及自動焊小車，以確保自動焊小車的行走路徑與焊縫平行，避免軌道與焊縫的直線偏差；對于連續(xù)長焊縫，可采用多條雙齒軌道進(jìn)行拼接，保證焊縫連續(xù)焊接；調(diào)整焊槍擺動幅度，使焊絲能擺動至母材坡口處；焊前檢查焊槍線周圍區(qū)域無障礙物，并在周圍施工區(qū)域設(shè)立警戒帶，以避免影響焊槍的正常擺動。
然后，設(shè)定焊接工藝參數(shù)，此時根據(jù)最佳的焊接工藝參數(shù)進(jìn)行打底焊接的參數(shù)設(shè)定工作。最佳的打底用焊接工藝參數(shù)如下表1所示。
表1 打底用焊接工藝參數(shù)表
接下來，開始打底焊接，打底焊接中，由于焊接槍頭擺動屬于鐘擺式擺動，在打底焊接過程中，通過控制槍頭的擺動寬度，使焊接電弧充分熔化母材與墊板，使焊縫根部熔合良好。
接著，再次調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，打底焊接完成之后，由于焊道表面寬度增大，故增大焊槍擺動幅度，并確保焊絲在擺動的過程中，左、右駐點(diǎn)分別控制在焊縫熔合線上。隨著焊道表面寬度的增大，可適當(dāng)?shù)目刂茦岊^在中間駐點(diǎn)進(jìn)行停留，避免焊縫層中未熔合缺陷，此時最佳的填充用焊接工藝參數(shù)見表2。
表2 填充用焊接工藝參數(shù)表
緊接著，進(jìn)行填充焊接，在進(jìn)行填充焊接工作時，在焊接過程中，可根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)節(jié)各個焊接工藝參數(shù)。采用較快的焊接速度，以降低單道焊縫厚度，減小焊接熱輸入，有利于控制焊接變形。
然后，又再一次調(diào)節(jié)焊接工藝參數(shù)，由于焊道表面寬度繼續(xù)增大，因此繼續(xù)增大焊槍擺動幅度，并確保焊絲在擺動的過程中，左、右駐點(diǎn)分別控制在焊縫熔合線上。隨著焊道表面寬度的增大，可適當(dāng)?shù)目刂茦岊^在中間駐點(diǎn)進(jìn)行停留，避免焊縫層中未熔合缺陷最佳的蓋面用焊接工藝參數(shù)見表3。
表3 蓋面用焊接工藝參數(shù)表
然后進(jìn)行蓋面焊接，在進(jìn)行蓋面焊接工作時，在焊接過程中，可根據(jù)實(shí)際情況微調(diào)節(jié)各個焊接工藝參數(shù)，采用較快的焊接速度，以降低單道焊縫厚度，減小焊接熱輸入，有利于控制焊接變形。
另外，雙齒軌道可根據(jù)需要設(shè)為剛性軌道和柔性軌道方式。剛性軌道方式為通過在軌道面背部增加筋板并設(shè)置軌道吸附腿的方式，以滿足直線焊縫的焊接要求；柔性軌道方式為通過在軌道面背部增加軌道吸附腿的方式，以滿足弧形焊縫的焊接要求。
根據(jù)前述實(shí)施例的發(fā)明效果：
(1)可獲得性能優(yōu)良的焊縫，且焊縫表面成型美觀；
(2)可實(shí)現(xiàn)不間斷焊接操作，提高工作效率，保障了焊接施工周期，從而達(dá)到降本增效的目的；
(3)焊工通過自動焊行走機(jī)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)焊接，取代了焊工直接操控焊槍的工作，可降低對焊工技能水平的依賴。
在發(fā)明人的一次實(shí)踐中，根據(jù)本發(fā)明的焊工藝現(xiàn)已運(yùn)用于核電非能動安全殼冷卻水箱模塊中雙相不銹鋼A240 S32101的焊接施工當(dāng)中。焊接中使用焊接電源設(shè)備(配送絲機(jī))、擺動器、控制盒、自動焊小車、雙齒軌道；焊材選用藥芯焊絲E2209T1-4；保護(hù)氣體選用75％Ar+25％CO2混合氣體；并采用單面雙邊V型坡口型式。然后按照如下流程進(jìn)行焊接作業(yè)：
(1)組對點(diǎn)焊時，墊板與母材之間的間隙小于2in；
(2)檢查焊接電源、自動焊行走機(jī)構(gòu)是否可以正常使用，調(diào)整自動焊小車的行走路徑與焊縫平行，調(diào)整焊槍擺動幅度；
(3)預(yù)先在焊接電源和送絲機(jī)上設(shè)置電壓值為23.7V，送絲速度207in/min，在控制盒上設(shè)置焊接速度6.8cm/min，擺動速度167周/min，電感系數(shù)44％，左中右停留時間分別為0.4、0.1、0.4，調(diào)節(jié)焊槍角度及焊槍噴嘴至焊接試件的垂直距離后，開始焊縫打底焊接工作；
(4)焊縫打底焊接完成后，由于焊縫寬度加大，在擺動器上調(diào)節(jié)擺動幅度， 使得焊絲可擺動至母材坡口邊緣處，保證母材的熔合，并且增加焊接速度至7.5cm/min，左右停留時間分別調(diào)整為0.3s、0.3s，開始焊縫填充焊接工作；
(5)焊縫填充焊接完成后，在擺動器上調(diào)節(jié)擺動幅度，并且增加焊接速度至8.5cm/min，開始焊縫蓋面焊接工作。
所有焊縫的一次性合格率達(dá)到100％，完全實(shí)現(xiàn)了雙相不銹鋼A240 S32101的自動焊且焊接接頭質(zhì)量優(yōu)良。
本發(fā)明雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本發(fā)明權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍之內(nèi)。