[发明专利]一种薄壁不锈钢智能高效焊接方法

说明书

一种薄壁不锈钢智能高效焊接方法，属于机械制造业焊接领域，克服了现有技术缺陷。该方法使用P+T复合工艺焊接设备，即将等离子弧焊与钨极氩弧焊通过自动控制系统机械地结合在一起的焊接方法；在焊接的过程中，工件不动、焊枪移动；焊接过程可以同步完成等离子弧焊与钨极氩弧焊，也可以分步完成；分步法先由等离子弧焊一次性焊透后，再由钨极氩弧焊自动填丝完成盖面。当板厚在3‑8mm时，不需要开坡口，可使用同步法。当板厚大于8mm时，需要开坡口，可使用分步法。该方法焊接质量高，可实现单面焊双面成型，大幅提高焊接效率，节约焊材，改善劳动环境，广泛适用于薄板不锈钢容器的环缝纵缝以及板缝的焊接。

所属技术领域

本发明属于机械制造焊接领域，尤其涉及薄壁不锈钢的焊接。

背景技术

不锈钢由于具有良好的耐高温耐腐蚀性能，广泛应用于电力、石油化工、冶金等行业。按传统的焊接工艺，在焊接薄壁不锈钢时，一般采用手工钨极氩弧焊、焊条电弧焊以及埋弧自动焊，采用以上焊接方法都需要开坡口。由于不锈钢相较于碳钢热导率小，线膨胀系数大、电阻率大，在采用焊条电弧焊以及埋弧自动焊工艺焊接薄壁不锈钢容器时，若焊接热输入量较大，会产生焊接变形；开坡口以及反面清根增加了生产成本。采用手工钨极氩弧焊可以实现单面焊双面成形，且其热输入量较小，但其效率太低。

发明内容

本发明目的是克服现有技术缺陷，提供一种薄壁不锈钢智能高效焊接方法。

一种薄壁不锈钢智能高效焊接方法，使用P+T复合工艺焊接设备，即将等离子弧焊与钨极氩弧焊通过自动控制系统机械地结合在一起的焊接方法；在焊接的过程中，工件不动、焊枪移动；焊接过程可以同步完成等离子弧焊与钨极氩弧焊，也可以分步完成；分步法先由等离子弧焊一次性焊透后，再由钨极氩弧焊自动填丝完成盖面。

通过多次实验，结论如下：

当板厚在3-8mm时，不需要开坡口，可使用同步法。采用适当的焊接参数，实现等离子弧一次性穿透的打底焊，且背面成形良好，坡口如图1所示；

当板厚大于8mm时，需要开坡口，可使用分步法。实验证明：在8-12mm时若不开坡口进行等离子打底焊，试件背面出现了未穿透；采用大规范小速度进行等离子焊，试件可以穿透，但背面成形差，出现焊瘤，焊缝高度不能保证在合适的范围内。板厚在10-12mm时，开坡口可实现等离子打底焊一次性穿透；通过调节参数确定当坡口钝边在6mm时，试件正反面成形最佳，且焊接参数在最合适的范围内。坡口如图2所示。

实践证明，采用等离子弧焊与钨极氩弧焊复合焊接方法可对薄板不锈钢环缝纵缝板缝实现高质量的焊接，可实现单面焊双面成型，大幅提高焊接效率，节约焊材，改善劳动环境。利用等离子电弧良好的小孔穿透能力，大幅提高焊接速度；TIG焊的自由电弧有良好的覆盖能力，配合适量的填充金属重熔，正面成形美观，二者优势互补，达到又快又好的效果。

附图说明

图1当板厚在3-8mm时，不需要开坡口；

图2当板厚大于8mm时，需要开坡口；

图3试件正面形貌照片；

图4试件背面形貌照片。

具体实施方式

案例：母材选用10mm厚的S30408不锈钢，坡口如图2所示，焊丝采用ER308L，规格φ1.0，母材及焊丝的化学成分及力学性能如表1所示；采用不锈钢高效智能焊接方法，即焊接过程中将等离子弧焊与钨极氩弧焊通过自动控制系统机械地结合在一起进行焊接，工艺参数如表2所示。

表1 母材及焊材化学成分及力学性能

表2 焊接工艺参数

用氩气作为保护气体，采用如表2所示规范参数焊接两块试件，所得试件焊缝正、背面成型形貌如图3、图4所示，焊缝正、背面成形美观均匀，不需要焊后打磨清理。通过对焊接试板性能检测，其结果完全符合要求。最重要的是每1000mm焊缝与SMAW相比节省近10倍的焊材，既减轻的劳动强度、提高生产效率，而且节约了焊材成本。给企业带来经济效益的同时，降低了工人的劳动强度，且提供较洁净的焊接环境。该方法广泛适用于薄板不锈钢容器的环缝、纵缝及板缝的焊接。