[发明专利]一种用于厚板的大热输入气电立焊方法

说明书

本发明公开了一种用于厚板的大热输入气电立焊方法，其采用单焊丝在100％二氧化碳气体保护下，采用直流反接极性沿着竖立的厚板的高度方向从下往上进行焊接；其中焊接坡口采用V型坡口，在高度方向上坡口之间的间隙从下往上逐渐增大；其中，起焊处的二氧化碳气体流量为20‑30L/min，后续焊接位置的二氧化碳气体流量为25‑35L/min；起焊处的焊接电流小于后续焊接位置的焊接电流。采用该大热输入气电立焊方法可以使得气电立焊接头质量完好，且沿着焊缝长度方向，正面和背面的焊缝宽度均匀一致。

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，尤其涉及一种气电立焊方法。

背景技术

在原油储罐、造船领域，使用大线能量焊接用厚钢板已成为必然趋势。我国原油储罐从5万立方到20万立方，使用的钢板从10mm到40mm，均使用了大线能量的气电立焊方法，焊接线能量在100kJ/cm左右。造船行业所用钢材主要是厚钢板，主流钢板规格为10mm到80mm，目前已开始尝试使用大线能量的气电立焊方法，极端条件下，焊接线能量超过200kJ/cm。

对于造船、高层建筑、原油储罐和压力容器、海洋构造物、桥梁、管线这些领域，焊接都是其制造工艺的关键技术，焊接质量是评价整体钢结构质量的重要指标，焊接效率直接影响到工期和建造成本。

目前国内外钢厂均在加大大线能焊接用厚板的开发与应用。伴随着焊接效率的不断提高，焊接方法也在不断变迁，比如从手工焊条电弧焊、到气体保护焊、到埋弧焊、到气电立焊等等。

为了提高厚板的焊接效率，采用气电立焊方法是一种很好的选择。但气电立焊焊接接头的质量跟以下因素有关：(1)合适的大线能量钢板；(2)合适的大线能量焊接材料；(3)合适的焊接解决方案，包括焊接工艺的选择与控制，接头组装控制方法，焊接坡口的选择，衬垫类型的选择等。形成的焊接接头的质量与熔合比的大小有关，因此以上三个方面相互影响相互依存，从而决定最终气电立焊焊接接头的质量。

但是现有技术中的气电立焊存在焊接接头质量不高，沿着整条焊缝长度焊缝正面和背面的宽度均匀一致性不佳，背面焊道宽度均匀一致性比较难于控制，因此更为明显；焊缝端面形貌的合理性，以及出现夹渣、气孔、微裂纹、未熔合等情况；接头根部存在未焊透、未熔合缺陷。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种用于厚板的大热输入气电立焊方法，该大热输入气电立焊方法通过直流反接极性保证最终焊接接头的质量完好，沿着焊缝长度方向焊缝正面和背面的焊道宽度均匀一致，焊缝端面形貌合理，不存在夹渣、气孔、微裂纹、未熔合等缺陷，接头根部不存在未焊透未熔合缺陷。

为了实现上述目的，本发明提出了一种用于厚板的大热输入气电立焊方法，采用单焊丝在100％二氧化碳气体保护下，采用直流反接极性沿着竖立的厚板的高度方向从下往上进行焊接；其中焊接坡口采用V型坡口，在高度方向上坡口之间的间隙从下往上逐渐增大；其中，起焊处的二氧化碳气体流量为20-30L/min，后续焊接位置的二氧化碳气体流量为25-35L/min；起焊处的焊接电流小于后续焊接位置的焊接电流。

进一步地，在本发明所述的用于厚板的大热输入气电立焊方法中，焊接热输入为60-200kJ/cm。

进一步地，在本发明所述的用于厚板的大热输入气电立焊方法中，其中最下方起焊处的坡口间隙≥4mm；坡口间隙最大处≤10cm。

上述方案中，考虑到焊接过程将造成坡口间隙收缩，使得坡口后段间隙不断减小。过小的间隙将造成未焊透或者夹渣缺陷，所以间隙要适当的增大，因而，设置中最下方起焊处的坡口间隙≥4mm；坡口间隙最大处≤10cm。

进一步地，在本发明所述的用于厚板的大热输入气电立焊方法中，坡口角度为20-40°。