[发明专利]优化设计管线钢埋弧焊工艺参数的方法

摘要

本发明提供了一种优化设计管线钢埋弧焊工艺参数的方法。所述方法如下进行1、计算焊接面能量Q；2、计算单位时间焊丝熔敷量G；3、计算单位时间熔敷金属的体积；4、计算单位时间焊缝坡口体积V坡；5、计算焊缝余高；6、计算内焊缝熔透量H内；7、计算外焊缝熔透量H外；8、计算内外焊缝重熔量e；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≤≤2.5mm，内外焊缝重熔量的取值范围1.5mm≤e≤3.0mm，优化设计焊接坡口尺寸、焊接规范及焊接工艺参数。该方法通过控制焊接面能量、焊缝余高和内外焊缝重熔量建立管线埋弧焊工艺参数的数学模型，对管线钢埋弧焊工艺参数进行优化设计。

主权项

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=Σi=1n60IiUiVt]]>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=Σi=1n0.12Ii1.24Ui-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＝Vh2tgα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＝0.98I1内1.27U1内0.08V1内‑0.96式中H内为内焊缝熔透量，单位为mm；I1内为内焊一丝焊接电流，单位为安培；U1内为內焊一丝电弧电压，单位为伏特；V1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＝0.98I1外1.27U1外0.08V1外‑0.96式中H外为外焊缝熔透量，单位为mm；I1外为外焊一丝焊接电流，单位为安培；U1外为外焊一丝电弧电压，单位为伏特；V1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+4ctgα)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。