CN110102859A - 一种管板贯穿式平位mag焊单面焊双面成形工艺 - Google Patents

一种管板贯穿式平位mag焊单面焊双面成形工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1:选材，S2:机械加工试件，S3:组对与定位，S4:焊接，S5:焊后检验。本发明组对定位应在焊缝背面，采用马鞍连接方式，防止破坏坡口和减少接头缺陷产生，打底层、填充层及盖面层各应采用斜圆弧形、锯齿形、反月牙形运条方法和在焊接过程枪角度保持在与焊接方向夹角为80°－90°，与管圆周的夹角为30°左右，合理的工艺参数与控制线能量，控制层道间温度在150℃以下，采用锤击法来减少焊接应力的残留。

Description

一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺
技术领域
本发明涉及一种较大范围，具体是一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺。
背景技术
在轨道交通转向架生产国际焊接资质考试与工艺评定过程中，常有MAG 焊管板贯穿式结构的焊接，其产品和考试质量要求高，必需要保证单面焊双面成形且内部质量优良，因此合理的焊接工艺与操作手法是确保贯穿式焊缝合格关键。
一：贯穿式结构型式不规则，在焊接过程中的传热不均匀，易导致打底层焊缝的背面管侧产生严重未熔合现象。
二：焊接过程中，由于铁锈、油污和层清间清理不彻底或焊枪角度不合理容易导致层间或焊缝与管侧之间的产生未熔合，一般情况下不会产生裂纹，但转向架结构使用Q345B和35#钢的异种钢焊接，在钢材厚度比较大、环境温度较低、热输入过大或层间温度控制不合理的情况有裂纹倾向。
三：由于结构特殊性，焊枪枪嘴受到限制，在焊接时焊枪难以到达坡口根部，只能通过加长焊丝伸出长度来实现，焊接时电弧不够稳定和气体保护不良会产生气孔；另外，焊接处的水份、油污清理不干净也是造成焊接气孔的原因。
四：由于焊接参数、焊枪角度和运条方式不合理易造成背面板侧(打底层)、正面(盖面层)两侧咬边现象，焊接过程中，如打底层焊缝厚度过薄，冷却速度过快，易造成焊缝变脆，影响力学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1:选取板Q345B和管35#钢的管板贯穿式坡口焊缝结构；
S2:机械加工试件：试管尺寸为：D60mm*200mm*14mm，试板尺寸为： 160mm*160mm*14mm，板加工Φ65mm中心孔，并板将中心孔加成50°坡口；将坡口及焊缝两侧30－50mm范围内机械进行清理，去除水、油及表面氧化物直至金属光泽，为防止板侧焊穿，将板中心孔坡口打磨1－1.5mm钝边；
S3:组对与定位：选取对应的定型夹具，在坡口背面三个位置点均匀定位，根部间隙为3－4mm,且确保间隙均匀，待打底层焊完后再将马鞍板去除；
S4:焊接，先对焊缝进行预热，打底层采用斜圆弧形的运条方式，当焊枪摆动至管侧时一定要将焊丝伸至板背面以下，让电弧在底部燃烧，填充层采用锯齿形运条，以管圆为中心，两侧稍作停留，确保管、板侧熔合良好；盖面层采用反月形运条方法；
S5:待焊接完成之后，在进行检测。
作为本发明再进一步的方案：所述的焊接方法为溶化极惰性气体保护焊 (MAG-135)，焊接设备型号为NBC-350，焊接材料为ER50-6，焊丝规格为φ 1.0，保护气体为80％Ar和20％CO2。
作为本发明再进一步的方案：焊接时采用顺时针方向焊法，焊枪与板的工作夹角(焊接方向)为80°－90°，焊接角根椐管的圆度变化始终将焊枪与管的夹角保持在30°。
作为本发明再进一步的方案：所述的焊后检测，首先进行金相试验，然后再进行硬度检测。
作为本发明再进一步的方案：所述的焊缝预热条件为Q345B与35#钢焊接前当板厚度25mm以上或环境温度低于5℃时，应进行预热100－150℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、组对定位应在焊缝背面，采用马鞍连接方式，防止破坏坡口和减少接头缺陷产生。
2、打底层、填充层及盖面层各应采用斜圆弧形、锯齿形、反月牙形运条方法和在焊接过程枪角度保持在与焊接方向夹角为80°－90°，与管圆周的夹角为30°左右。
3、合理的工艺参数与控制线能量，控制层道间温度在150℃以下，采用锤击法来减少焊接应力的残留。
附图说明
图1为一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺的定位点的分布图；
图2为一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺中马鞍式定位法结构示意图；
图3为一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺中焊接层(道) 结构示意图；
图4为一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺中焊枪角度结构示意图；
图5为一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺中打底层、填充层和盖面层的运条方法图；
图6为一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺中宏观金相合格示意图；
图7为一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺中硬度试验结果示意图。
具体实施方式
本发明实施例中，如图1-7所示，一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1:选取板Q345B和管35#钢的管板贯穿式坡口焊缝结构；
S2:机械加工试件：试管尺寸为：D60mm*200mm*14mm，试板尺寸为： 160mm*160mm*14mm，板加工Φ65mm中心孔，并板将中心孔加成50°坡口；将坡口及焊缝两侧30－50mm范围内机械进行清理，去除水、油及表面氧化物直至金属光泽，为防止板侧焊穿，将板中心孔坡口打磨1－1.5mm钝边；
S3:组对与定位：如图1和图2所示，选取对应的定型夹具，在坡口背面三个位置点均匀定位，根部间隙为3－4mm,且确保间隙均匀，待打底层焊完后再将马鞍板去除；
S4:如图4-5所示,焊接过程中焊枪的运条手法是确保焊接质量关键，打底层采用斜圆弧形的运条方式，当焊枪摆动至管侧时一定要将焊丝伸至板背面以下，让电弧在底部燃烧，以保证焊透和管侧熔合良好,填充层采用锯齿形运条，以管圆为中心，两侧稍作停留，确保管、板侧熔合良好，盖面层采用反月形运条方法，来防止板侧咬边与管侧的未熔合缺陷产生,在焊接时采用顺时针方向焊法，焊枪与板的工作夹角(焊接方向)为80°－90°，焊接角根椐管的圆度变化始终将焊枪与管的夹角保持在30°左右，方可使焊缝与管板两侧熔合良好。
S5:待焊接完成之后，在进行检测，如下图所示：焊后检测，首先进行金相试验，以放大6倍断面宏观金相检验焊缝区、热影响区及母材区，均应无异常，
如图7所示：然后再进行硬度检测，采用标线测定工艺在试验温度为19.7℃，压力保持时间10s的条件下检测出硬度结果满足要求。
由表1所示：焊接方法为溶化极惰性气体保护焊(MAG-135)，焊接设备型号为NBC-350，焊接材料为ER50-6，焊丝规格为φ1.0，保护气体为80％Ar 和20％CO2。
表1焊接方法、焊接设备、焊接材料选择
贯穿式管板坡口焊属于对接与角接相结合的一种结构形式，有一定的特殊性，在焊接过程中应该要注意以下几点：
1.焊缝的预热与焊后热处理；一般情况下Q345B与35#钢焊接前当板厚不超过25mm、环境温度不低于5℃时可不进行预热和焊后热处理。厚度25mm以上或环境温度低于5℃时应进行预热100－150℃。
2.焊接参数的合理调节；焊接过程中可根椐个人情况运用起弧、焊接、收弧电流等功能，稍大的起弧电流能保证焊缝温度的快速上升，焊接电流应与焊丝熔化速度及焊接速度相匹配，较小的收弧电流能确保填满弧坑，防止弧坑裂纹产生。
3.严格控制焊接温度与层间温度；焊接过程中，应控制好焊接速度与线能量，控制每层焊缝温度降至150℃以下方可进行下一层(道)焊接。
4.起头、接头、收弧的处理；打底层的起头、接头、收弧前必须用小钢磨头将连接处磨薄成斜口且形成熔孔状便于连接。接头时应从板侧的坡口面上起弧直接压入管侧底部，待与管熔合后再实现正常的运条。
5.层道间的处理；为保证层道间熔合良好，层道间都应严格清理，打磨平整接头及连接处稍高部位，防止夹渣、夹杂现象产生，在层间用小圆头锤进行敲击，释放焊接应力，防止裂纹产生。
如表2所示焊接层(道)数及工艺参数
组对定位应在焊缝背面，采用马鞍连接方式，防止破坏坡口和减少接头缺陷产生,打底层、填充层及盖面层各应采用斜圆弧形、锯齿形、反月牙形运条方法和在焊接过程枪角度保持在与焊接方向夹角为80－90°，与管圆周的夹角为30°左右,合理的工艺参数与控制线能量，控制层道间温度在150℃以下，采用锤击法来减少焊接应力的残留。
以上，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1:选取板Q345B和管35#钢的管板贯穿式坡口焊缝结构；
S2:机械加工试件：试管尺寸为：D60mm*200mm*14mm，试板尺寸为：160mm*160mm*14mm，板加工Φ65mm中心孔，并板将中心孔加成50°坡口；将坡口及焊缝两侧30－50mm范围内机械进行清理，去除水、油及表面氧化物直至金属光泽，为防止板侧焊穿，将板中心孔坡口打磨1－1.5mm钝边；
S3:组对与定位：选取对应的定型夹具，在坡口背面三个位置点均匀定位，根部间隙为3－4mm,且确保间隙均匀，待打底层焊完后再将马鞍板去除；
S4:焊接：从坡口内起弧，打底层采用斜圆弧形的运条方式，当焊枪摆动至管侧时一定要将焊丝伸至板背面以下，让电弧在底部燃烧，填充层采用锯齿形运条，以管圆为中心，两侧稍作停留，确保管、板侧熔合良好；盖面层采用反月形运条方法；
S5:待焊接完成之后，在进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，所述的焊接方法为熔化极惰性气体保护焊（MAG-135)，焊接设备型号为NBC-350，焊接材料为ER50-6，焊丝规格为φ1.0，保护气体为80%Ar和20%CO2。
3.根据权利要求1所述的一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，焊接时采用顺时针方向焊法，焊枪与板的工作夹角（焊接方向）为80°－90°，焊接角根椐管的圆度变化始终将焊枪与管的夹角保持在30°。
4.根据权利要求1所述的一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，所述的焊后检测，首先进行外观检验、无损RT检验，再宏观金相试验，然后再进行硬度检测。
5.根据权利要求1所述的一种管板贯穿式平位MAG焊单面焊双面成形工艺，其特征在于，所述的焊缝预热条件为Q345B与35#钢焊接前当板厚度25mm以上或环境温度低于5℃时，应进行预热100－150℃。
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