[专家答疑]大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺

发表于2016-09-12     4925人浏览     11人跟帖     总热度:190  

大型罐体 埋弧自动焊环缝横焊焊接  单v坡口10到50毫米铁板焊接  有什么工艺 
40.5mm厚度的A312 TP347H大厚度不锈钢板,单边双面破口用SAW焊接方法用药芯焊丝进行横缝的焊接,和GMAW的焊接方法用药芯焊丝焊接单边双面破口的角焊缝的焊接均大面积出现层间未融的情况,层间清理焊接过程控制和wps的执行都没有问题,这是怎么回事?
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大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_1大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_2大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_3大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_4埋弧横焊在罐壁环焊缝焊接中的应用

大型贮油罐、冶金高炉炉体及热风炉、罐槽等大型钢结构都是用板材制成的,这种结构的特点是:主体结构接头形式大多为直线形长焊缝,焊接施工工程量大,特别适合自动化焊接。

自动埋弧焊具有工效高、劳动强度低、质量好等一系列优点,因此在制造行业得到广泛使用,但一般的自动埋弧焊只适合平焊位置焊接,使其应用范围受到了限制。横缝埋弧焊是普通埋弧自动焊的一种特殊形式,用于焊接横向水平直焊缝和横向水平环焊缝,采用平特性焊接电源、等速送丝方式、直流反接,利用较小的焊接电流、电弧电压和高的焊接速度,获得在横向上的焊缝成形。只要解决了电源、焊剂的敷洒和焊车的行走问题,就可以在储罐横焊缝焊接中应用自动埋弧焊。

在储罐现场焊接方面,和传统的手工电弧焊相比,自动焊是一个巨大的进步,目前国内多家安装企业已经开始开发应用该项技术,而在我局该项技术的研究还未起步。我公司几乎每年都有储罐施工任务,储罐的焊缝又全部为安装焊缝——横焊和立焊,其中横缝与立缝数量之比约为51,加强对此项技术的研究开发,对企业发展有着重要的意义。

1、埋弧横焊工艺原理

埋弧焊是以焊丝与焊件之间形成的电弧作为热源,以覆盖在电弧周围的颗粒状焊剂及熔渣作为保护介质,而实现的一种焊接方法。埋弧焊焊剂及熔化后形成的熔渣,起着隔绝空气,使焊缝金属免受大气污染的作用,同时也具有改善焊缝性能的作用。

横缝埋弧焊是普通埋弧自动焊的一种特殊形式,用于焊接横向水平直焊缝和横向水平环焊缝,利用较小的焊接电源、电弧电压和高的焊接速度,获得在横向上的焊缝成型。此机采用平特性焊接电源,等速送丝方式,反接。其焊接原理同普通埋弧焊相同,主要区别在于解决了熔化金属和焊剂下淌的难题。

2、埋弧焊自动控制原理

在正常的焊接状态下,电弧长度是由焊丝的送进速度和焊丝的熔化速度共同决定的。如果焊丝的送进速度等于熔化速度,就达到平衡状态,电弧长度保持不变,电弧长度一般在3mm左右。例如,焊丝的送进速度大于熔化速度,电弧长

大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_5大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_6度逐渐缩短,直至焊丝插入熔池而熄灭;而焊丝的送进速度小于熔化速度时,电弧长度逐渐拉长,直至电弧熄灭。当外界干扰使电弧长度发生变化时,两种方法使电弧长度自动恢复到原来的长度。


第一种方法是等速送丝、焊接电流反馈方式。采用平特性焊接电源,用焊接电流自动调节焊丝的熔化速度,焊接中电流波动大,电压波动小。

第二种方法是变速送丝、焊接电压反馈方式。采用下降特性焊接电源,用焊接电压自动调节焊丝的送进速度,焊接中电压波动大,电流波动小。

横缝埋弧焊采用第一种方法,也就是等速送丝方式,焊丝的熔化速度用焊接电流自动调节和送丝速度相等。

焊接中保持送丝速度不变,弧长变化时引起焊接电流的变化,改变焊丝的熔化速度,使熔化速度和送丝速度不断相等。

7.8.1 自动焊机的组成及改造开发

1、自动焊机的组成

横缝埋弧自动焊操作机主要由五部分组成:操作车、控制系统、焊剂自动输送及回收系统、送丝及焊枪调整机构、焊接电源。

1)操作车

操作车载有除焊接电源外的一切焊接装备,并配有行走拖动系统。操作车悬挂在罐壁上,沿着罐壁行走,实现自动化焊接(如图7.8.11)。拖动系统配备无级调速系统,可实现0-2000mm/min的无级调速,操作车行走稳定。

大车外为铝合金板罩面,经久耐用、防腐耐蚀、抗风避雨、保护效果好,车上安装有电缆支撑旋转臂,大车车顶和操作室有扶梯相通,使操作者方便安全。

2)控制系统:控制系统实现大车的走行控制、调速;焊机的远控、焊接控制和焊接规范的调节;焊剂回收器的控制。在操作者的右后侧安装有操作箱,全部焊接控制均在操作箱上完成,自动化程度高,操作简单、快捷。

大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺-1.jpg


大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_7大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_8大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_9


图7.8.1-1     自动横焊机大车

3)焊剂自动输送、回收系统:焊剂自动输送、回收系统是横缝自动焊接的一个重要环节,焊剂利用率高,防潮效果良好。焊剂托盘采用橡胶带,抗磨损性、耐热性好。工作点和罐壁接触的部分与罐壁相对静止,始终跟随焊接点位置,在焊接点前方由焊剂输送管送下焊剂,后方由焊剂回收管将焊剂回收至焊剂箱。托盘座可调节托盘的上下、左右位置。

4)送丝、焊枪调整机构:采用轻型送丝机,焊枪安装在送丝机上,焊丝盘单独放置,三轮机构进行焊丝校直和拉送焊丝。焊枪能够实现上下、前后调节,松动焊枪座可以调整焊枪的角度。送丝机构如图7.8.12所示。

5)焊接电源:焊接电源选用直流平特性电源,额定电流不小于600A,暂载率为100%


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大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_10大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_11大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_12

 


图7.8.1-2    送丝机构示意图

2、自动焊机的改造开发

埋弧自动焊机到现场后,项目部组织QC小组进行技术攻关,对自动焊机进行开发改造。

1)增加起重吊臂

自动焊机在高空施工作业时,运输焊丝和焊剂到操作车上困难。经过充分的考虑,在大车顶部加一个起重吊臂,并配置一个小型电机,以方便焊丝和焊剂的安装操作,图7.8.13示。

2)增加配电箱

环焊缝每一层焊接完成后,均需要用角磨砂轮机进行根部清理打磨,若从地面配电箱接电,则需要长的电缆和接线时十分麻烦。为方便施工,在大车后侧安装一个配电箱和插座,以便于照明和角磨砂轮机的使用,如图7.8.14所示。


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图7.8.1-3    起重吊臂


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     图7.8.1-4    配电箱及插座示意图

 

3)配置电源

根据自动焊机对电源特性的要求,选择了奥特DC-600电源作为配套电源。

林肯电源是一种多用途、多功能电源,一机可实现埋弧焊、CO2焊、手弧焊、碳弧气刨四种用途,用一个开关实现转换。林肯电源的暂载率为100%,即在600A时可连续焊接。焊接电压的调节是由焊接电源来完成的。

7.8.2 焊接工艺参数

1、自动焊机的布置

自动埋弧横缝焊机一般2-4台配套使用,布置时沿罐壁均匀分布,采用同向、同速、先焊外壁后焊内壁的焊接工艺进行施焊。

2、焊接板宽:1400mm~2600mm

3、焊接罐体直径:大于5

4、焊接电流:焊接电流主要影响焊缝熔深,增加焊接电流,焊缝熔深增加。熔宽则几乎保持不变。焊接电流一般在400~550A之间,随板厚以及所焊焊道的不同,电流也有相应的调节。

5、电弧电压:电弧电压主要影响焊缝熔宽,增大电弧电压,焊缝熔宽显著增加,而熔深略有减小。焊接电压一般在26~32V之间,随所选用的焊接电流不同作相应的调节。


大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_13大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_14大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_15大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_166、焊接速度:焊接速度对熔深和熔宽均有明显影响,焊速较小时,熔深随焊速增加略有增加,熔宽减小。但焊速达到一定数值以后,熔深和熔宽都随焊速增大而明显减小。


7、焊丝直径:3.2mm

8、焊枪角度:250-300

9、焊接层数

横缝埋弧焊采用多道多层焊接工艺,每焊接下一道焊缝前,应对前一道焊缝进行修整。打底焊道是最关键的一道,及易出现焊穿、夹渣、未熔合、气孔等缺陷,其好坏直接影响下一道的焊接质量和操作者施焊的难易度。由于坡口宽度、间隙不完全一致,所以要根据每一段坡口的条件,改变焊接速度,保证打底焊道的焊肉均匀一致、上下熔合良好。打底焊道药皮一定要清理干净,打底焊道修补好后,再焊接下一道焊缝。焊好打底焊道,是保证焊接质量的前提。

10、坡口形式可根据板厚开成等边或不等边K形坡口,坡口角度约为450,钝边留2mm,坡口形式、压道方式见图7.8.21

 

大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺-截图11.png

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11、焊接规范

16mm厚板焊接6道(外3道里3道)为例,焊接规范见表7.8.21

表7.8.2-1    横缝自动焊接工艺参数

7.8.3 焊接程序及注意事项

1、焊前准备

1)根据钢板宽度,调节大车高度符合焊接要求,托盘在坡口下15mm左右。

2)安装焊丝,焊丝要放在焊丝盘的中心,夹紧,避免焊丝偏芯和松动,影响送丝稳定;送丝轮压紧程度要合适,避免过松造成焊丝打滑或过紧造成焊丝压痕过大,校直轮压紧力要适中,避免压力过大造成焊丝弯曲严重。

3)更换导电咀,导电咀磨损过大时导电不可靠,会引起电弧不稳定;安装烘干后的焊剂。

4)装焊剂,焊剂要烘干,焊剂温度过热时,不能装入焊剂回收器,以免烫坏送焊剂管。

5)清理坡口,用钢丝刷或者磨光机将焊缝周遍的油污、铁锈等一切影响焊接质量的杂物清理干净。

6)选择焊接方向,调整焊剂回收口高度和位置。

7)调整焊枪位置,焊枪角度一般在25°左右;焊丝伸出长度为25~30mm焊枪角度在第一道需30°左右。

8)检查焊机开关是否正确;检查地线是否接触良好;检查操作箱后面的开关是否在“自动”位置。

2、焊接

1)定好焊接起弧点,让焊丝轻轻接触钢板,采用接触式起弧。


大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_17大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_18大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_19大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_202)调整操作车道焊接位置,反向行车时,要越过焊接起弧点,再打正车,以消除机械间隙,避免起弧时出现焊瘤,起弧点在弧坑的后部,以免焊瘤或缺肉。


3)选择行车开关置“焊接”位置;选择焊接电流,焊接电压,焊接速度;选择行车方向按钮,按“左行”或“右行”。

4)放焊剂,覆盖焊接区,打开焊剂开关,回收器工作。

5)按“焊接”按钮,起弧焊接。调节焊接电流、焊接电压旋钮到要求的数值。

6)焊接过程中注意观察焊道位置、焊道成形,调节焊接速度和焊枪位置,以获得最佳的焊接效果。焊接过程见图五。

7)焊接过程中注意观察前方障碍物、焊接电源跟随情况等以避免出现行车障碍。

8)停止焊接时,按“停止”按钮;按“退丝”按钮,让焊丝回抽一段距离;关闭焊剂阀,停止送焊剂;检查焊丝是否沾在焊缝上,以避免行车损坏焊枪;行车开关置“空载”,将焊剂回收;关闭回收器开关;按行车“停止”按钮。

9)空载操作时,选择行车开关,置“空载”位置,此时可进行左行、右行和焊丝进、退控制。

3、注意事项

1)正确安装焊接把线和反馈控制线,并使其与焊枪牢固固定,否则将出现焊接过程不稳定,影响焊接质量。

2)焊剂回收器内部过滤器要定期清理,焊剂箱要关严;焊接起弧前要将工件表面和焊丝头清理干净,否则不易起弧。

3)焊接中要避免用手和金属工具接触焊枪、送丝机,以防造成短路事故。

4)当操作机挂在罐壁上施工时,要有人看护,防止电缆线与其它建筑物刮碰而损坏电缆线。

5)焊接操作机行走大车车体内限乘两人,若车体内超载,将造成大车行走不稳,焊缝质量不好。

6)严禁在罐壁上调整操作车高度,以免车体上下部分滑落,发生严重事故。

7.8.4 焊接质量控制

埋弧焊焊缝缺陷主要有两类,一是受操作者操作因素产生的缺陷,主要有夹渣、未焊透、焊穿、咬边及溢满等;另一类是受冶金因素影响产生的缺陷,主要

大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_21大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_22大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_23大型罐体埋弧自动焊环缝横焊有什么工艺,不锈钢罐体工艺_24有气孔、裂纹等。为此,我们要根据缺陷产生的原因来分析并对其加以控制。


1、采用埋弧自动横焊机焊接,对于坡口形式要求非常严格,在焊接前应对坡口进行仔细检查,检查内容包括:上下两板间隙、错边量、坡口角度等。焊接过程中必须仔细观察,根据坡口的情况相应的改变焊接电流、电压。

2、夹渣主要是坡口焊渣清理不干净造成,因此焊接时一定要将焊道焊渣清理干净,尤其对难清理的打底焊,可用风铲进行清理。

3、未焊透是每层焊缝熔化区彼此未相接,主要原因是焊接电流过小,焊速太高,或电弧电压偏高,以及焊丝位置不对造成的,因此焊接时一定要执行焊接工艺规范,并在焊接过程中予以适当调整。

4、气孔主要是坡口有潮气、铁锈、油、漆等污物,另焊剂不干燥或焊剂覆盖不够也易产生气孔。为此,焊前一定要将坡口及热影响区的污物彻底清除干净,对于使用的焊剂必须经过烘干处理的,焊接时随时调整焊剂覆盖量,以确保焊接质量。

7.8.5 焊机的操作维护保养和故障分析

1、操作维护保养

1)要配备专业操作人员操作设备和进行维护保养。

2)大车上不得堆放杂物,作业时禁止非操作人员上车,每台操作机焊接时最多允许载2人。

3)烘好的焊剂在装入操作机焊剂回收箱前必须冷却到80以下,以免烫坏输送管。

4)每班工作前应检查操作机各部件及电器接线有无松动。

5)操作机较长时间不使用时,电器控制箱应装箱保存,焊接托盘、焊枪调整机构和大车与拖动电机应放润滑油及加盖外套封存。

2、故障分析

   设备无法正常焊接时,其故障员应有两种:一是设备损坏故障,需要更换电器、机械件。特别注意的是送丝环节,操作车行车环节,焊接电源环节三个主要环节是相互独立的,根据发生的现象,判断哪个环节的故障,进行检查。二是操作不当,在一般情况故障多为操作不当造成的,尤其送丝环节和地线是故障排查的重点。常规故障见表7.8.51

表  常见故障及处理方法

 

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点评   shuizhi126  发表于  4楼   2016-09-13  埋弧横焊在罐壁环焊缝焊接中的应用大型贮油罐、冶金高炉炉体及热风炉、罐槽等大型钢结构都是用板材制成的,这种结构的特点是:主体结构接头形式大多为直...
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沈阳的

 发表于2017-06-28   |  只看该作者       筑龙币+10

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埋弧焊焊平焊时断弧是怎么回事

鑫鑫1

辽宁 丹东 | 建筑设计

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