[发明专利]优化设计管线钢埋弧焊工艺参数的方法

权利要求书

1.一种优化设计管线钢埋弧焊工艺参数的方法，其特征在于：

所述方法如下进行：

(1)、计算焊接面能量Q：焊接面能量由下列公式计算

$Q=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}\frac{60I_i{U}_i}{Vt}$

式中Q为焊接面能量，单位为J/mm²，I为焊接电流，单位为安培；U为电弧电压，单位为伏特；V为焊接速度，单位为mm/min，t为钢管壁厚，单位为mm,n为焊枪电极总数，i为焊枪电极序号,i＝1,2,3......n，焊接面能量计算出比较值的取值范围为100J/mm²＜Q≤220J/mm²；

(2)、计算单位时间焊丝熔敷量G：单位时间焊丝熔敷量由下列公式计算：

$G=\underset{i=1}{\overset{n}{\Σ}}0.12I_i^{1.24}{U}_i^{-0.24}$

式中G为单位时间焊丝熔敷量，单位为g/min；I为焊接电流，单位为安培；U为电弧电压，单位为伏特；n为焊枪电极总数，i为焊枪电极序号,i＝1,2,3......n；

(3)、计算单位时间熔敷金属的体积：单位时间熔敷金属的体积由下列公式计算

V_金＝G×1000÷7.85

式中V_金为单位时间熔敷金属的体积，单位为mm³/min，G为单位时间焊丝熔敷量，单位为g/min；

(4)、计算单位时间焊缝坡口体积V_坡：单位时间焊缝坡口体积由下列公式计算：

V_坡＝Vh²t_gα

式中V_坡为单位时间焊缝坡口体积，单位为mm³/min，V为焊接速度，单位为mm/min，h为坡口深度，单位为mm，α为坡口角度，单位为度；

(5)计算焊缝余高δ，计算公式如下：

δ＝2.5(V_金-V_坡)÷BV

式中

δ为焊缝余高，单位为mm；V_金为单位时间熔敷金属的体积，单位为mm³/min，

V_坡为单位时间焊缝坡口体积，单位为mm³/min；B为焊缝宽度，单位为mm；V为焊接速度，单位为mm/min，焊缝余高计算出比较值的取值范围为0.5mm≤δ≤2.5mm，焊缝宽度范围为10-30mm；

(6)、计算内焊缝熔透量H_内：内焊缝熔透量由下列公式计算：

H_内＝0.98I_1内1.27U_1内0.08V_1内-0.96

式中H_内为内焊缝熔透量，单位为mm；I_1内为内焊一丝焊接电流，单位为安培；U_1内为內焊一丝电弧电压，单位为伏特；V_1内为内焊一丝焊接速度，单位为mm/min；

(7)、计算外焊缝熔透量H_外：外焊缝熔透量由下列公式计算：

H_外＝0.98I_1外1.27U_1外0.08V_1外-0.96

式中H_外为外焊缝熔透量，单位为mm；I_1外为外焊一丝焊接电流，单位为安培；U_1外为外焊一丝电弧电压，单位为伏特；V_1外为外焊一丝焊接速度，单位为mm/min；

(8)、计算内外焊焊缝重熔量e:内外焊焊缝重熔量由下列公式计算：

e＝(H_内+H_外)-(b+4ct_gα)

式中H_内为内焊缝熔透量，单位为mm；H_外为外焊缝熔透量，单位为mm；b为钝边，单位为mm；α为坡口角度，单位为度；内外焊焊缝重熔量计算出比较值的取值范围为1.5mm≤e≤3.0mm；

(9)、综合分析并兼顾焊接面能量的取值范围：100J/mm²＜Q≤220J/mm²，焊缝余高的取值范围：0.5mm≤δ≤2.5mm，内外焊焊缝重熔量的取值范围为1.5mm≤e≤3.0mm，优化设计出焊接规范以及焊接工艺参数。