Lng儲(chǔ)罐tip tig焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種LNG儲(chǔ)罐TIPTIG焊接方法，主要應(yīng)用與液化天然氣儲(chǔ)罐的施工 建造。
【背景技術(shù)】
[0002] 液化天然氣作為一種清潔、高效、環(huán)保的能源越來(lái)越受到青睞，隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu) 的調(diào)整，我國(guó)把實(shí)施LNG(Liquefied化化ralGas,簡(jiǎn)稱LNG)進(jìn)口多元化發(fā)展戰(zhàn)略作為 國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要組成部分，LNG儲(chǔ)罐用9%Ni鋼的焊接技術(shù)是現(xiàn)今技術(shù)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。 9Ni鋼在壁板立焊焊縫焊接主要依賴手工電弧焊（SMAW)或鶴極氣弧焊（GTAW)。其中手工 氣弧焊的焊接工作量大，焊接效率低，勞動(dòng)條件差，強(qiáng)度高，焊接質(zhì)量不易保證，開(kāi)發(fā)比傳統(tǒng) SMAW更加高效優(yōu)質(zhì)的9%Ni鋼焊接工藝及可靠的控制方法，將會(huì)帶來(lái)巨大的工程應(yīng)用前 景及經(jīng)濟(jì)效益。TIPTIG焊機(jī)開(kāi)發(fā)了動(dòng)態(tài)熱絲全自動(dòng)送絲TIG焊接系統(tǒng)，為9%Ni鋼 內(nèi)壁板全自動(dòng)氣弧焊工藝（簡(jiǎn)稱TT焊工藝）的開(kāi)發(fā)及控制提供了必要條件。
[0003] 脈沖TIG焊是一種先進(jìn)的焊接方法。隨著功率逆變電源技術(shù)的不斷成熟，脈沖TIG 焊技術(shù)到了新階段。脈沖TIG焊主要采用低頻調(diào)芐基值和峰值電流按照一定頻率周期性變 化，當(dāng)流過(guò)峰值電流時(shí)，焊件上就形成一個(gè)點(diǎn)狀烙池，當(dāng)流過(guò)基值電流時(shí)，點(diǎn)狀電弧由基值 電流維持燃燒，烙池即冷凝，再次出現(xiàn)峰值電流時(shí)，形成一個(gè)新的點(diǎn)狀烙池。合理的調(diào)節(jié)脈 沖電流與擺動(dòng)的配合，使相鄰兩焊點(diǎn)間有一定相互重疊量，就可W獲得一條致密焊縫。焊接 時(shí)，通過(guò)對(duì)峰值和基值電流大小、擺動(dòng)幅度，端點(diǎn)停留時(shí)間的調(diào)節(jié)，就可W控制焊接熱輸入 量，從而控制焊縫尺寸和質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)手工焊落后的情況，提出一種可W滿足LNG內(nèi) 罐壁優(yōu)質(zhì)高效的一種LNG儲(chǔ)罐TIPTIG焊接方法，從而滿足LNG儲(chǔ)罐的生產(chǎn)需求。本發(fā)明 包括如下步驟： 步驟一：為焊接設(shè)備安裝直徑為3. 2mm的鶴極，鶴極尖端打磨角度為40°~50%鶴極尖端 直徑0. 8mm。
[000引步驟二：選用LNG內(nèi)罐壁板板厚為17~22mm的9%NI鋼板焊接接頭，坡口形式采用X型焊接坡口，工件根部最小間隙為2. 0~2. 4mm，坡口角度為60%純邊1. 0~1. 5mm。
[0006] 步驟Ξ:ΤΙΡTIG焊機(jī)采用直流正接，將焊接電源的及熱絲電源的正極與焊接母材 連接，焊接電源負(fù)極與焊槍鶴極連接，熱絲電源負(fù)極與焊槍導(dǎo)電嘴連接。
[0007] 步驟四：焊接金屬材料采用（美國(guó)超合金INC0-WELDC-276儀基焊絲），規(guī)格為直 徑1. 0mm的實(shí)忍焊絲，鶴極與焊絲的夾角呈45°~60°鶴極伸出長(zhǎng)度Ll=6. 5mm，焊絲伸出長(zhǎng)度 L2=15mm，焊絲與鶴極之間的距離D=3mm.工作時(shí)保證焊絲能夠通過(guò)鶴電極中屯、線。
[0008] 步驟五：通過(guò)激光識(shí)別焊縫獲取焊縫中屯、位置，校準(zhǔn)鶴極對(duì)中。
[0009] 步驟六：調(diào)用打底根焊焊接工藝參數(shù)程序，采用立向上立縫焊接。
[0010] 步驟屯：在LNG內(nèi)罐壁板內(nèi)表面打底焊縫基礎(chǔ)上進(jìn)行填充焊，調(diào)用填充焊接工藝 參數(shù)焊接，形成外表面封閉焊縫。在每層焊接前需要使用不誘鋼絲刷進(jìn)行層間清理，焊接過(guò) 程中層間溫度不超過(guò)150°C。
?οο??]~~步驟八：在LNG內(nèi)罐壁板內(nèi)表面填充焊縫基礎(chǔ)上進(jìn)行蓋面焊，調(diào)用蓋面焊接工藝 參數(shù)焊接。
[0012] 作為本發(fā)明的技術(shù)方案，所述直徑為3. 2mm的鶴極，鶴極尖端打磨角度為40°~50%鶴極 尖端直徑0. 8mm。電流范圍60~220A。
[0013] 作為本發(fā)明進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，所述LNG內(nèi)罐壁板X(qián)型坡口的焊接采用多層 多道焊接方式。
[0014] 作為本發(fā)明的技術(shù)方案，所述焊接時(shí)保護(hù)氣體為純度99. 99%的氣氣，在焊縫背面 需要有保護(hù)氣體，氣體流量為10~2化/Min。
[0015] 作為本發(fā)明的技術(shù)方案，所述鶴極擺動(dòng)過(guò)程中焊機(jī)給脈沖基值電流，鶴極端點(diǎn)停 留時(shí)焊機(jī)給脈沖峰值電流，實(shí)現(xiàn)鶴極擺動(dòng)控制系統(tǒng)和鶴極氣弧脈沖電流同頻、同相、同脈寬 的控制方式。
[0016] 作為本發(fā)明技術(shù)方案，所述送絲時(shí)采取相對(duì)焊接方向采用后方插入焊絲的方式的 高頻振動(dòng)自動(dòng)送絲，能大大提高烙敷率。焊接結(jié)束后，需要對(duì)焊絲抽絲。
[0017] 本發(fā)明的焊接及控制方法的優(yōu)點(diǎn)有： 本發(fā)明中對(duì)鶴極的打磨可使鶴極在起弧過(guò)程中電弧更加發(fā)散穩(wěn)定，X型坡口可W較好 的控制變形量；較為簡(jiǎn)易的坡口加工方式討目對(duì)于U型）；較容易處理反面清根的工作。
[0018] 本發(fā)明的焊接方法可實(shí)現(xiàn)TIG焊接過(guò)程脈沖電流控制、動(dòng)態(tài)送絲頻率控制、送絲 速度補(bǔ)償及熱絲電流的控制，從而在焊接過(guò)程中實(shí)現(xiàn)焊件控制熱輸入和烙池尺寸，電弧能 量集中且挺度高，焊接試件變形小，精確地控制熱輸入和烙池尺寸，而且可W得到均勻的烙 深，而且動(dòng)態(tài)熱絲對(duì)烙池金屬具有強(qiáng)有力的攬拌作用，可W使一些雜質(zhì)析出，大大提高了焊 接質(zhì)量和焊接速度。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為立焊位置焊接工藝示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 請(qǐng)參考圖1所示，本發(fā)明掲示LNG儲(chǔ)罐TIPTIG焊接方法，其包括W下步驟： 步驟一：為焊接設(shè)備安裝直徑為3. 2mm的鶴極，鶴極尖端打磨角度為40°~50°度，鶴極 尖端直徑0. 8μπ。
[00引]步驟二：選用LNG內(nèi)罐壁板板厚為17~22mm的9%ΝΙ鋼板焊接接頭，坡口形式采用 X型焊接坡口，工件根部最小間隙為2.ο~2. 4mm，坡口角度為60%純邊1.ο~1. 5mm。在焊縫 坡口兩側(cè)25mm范圍內(nèi)進(jìn)行打磨去除附著物，W防止油、水、誘污染。
[0022] 步驟Ξ:ΤΙΡTIG焊機(jī)采用直流正接，將焊接電源的及熱絲電源的正極與焊接母材 連接，焊接電源負(fù)極與焊槍鶴極連接，熱絲電源負(fù)極與焊槍導(dǎo)電嘴連接。
[0023] 步驟四：焊接金屬材料采用（美國(guó)超合金INCO-WELDC-276儀基焊絲），規(guī)格為直 徑1. 0mm的實(shí)忍焊絲，鶴極與焊絲的夾角呈45°~60°，鶴極伸出長(zhǎng)度Ll=6. 5mm，焊絲伸出長(zhǎng) 度L2=15mm，焊絲與鶴極之間的距離D=3mm。工作時(shí)保證焊絲能夠通過(guò)鶴電極中屯、線。
[0024] 步驟五：通過(guò)激光識(shí)別焊縫獲取焊縫中屯、位置，校準(zhǔn)鶴極對(duì)中。激光測(cè)距傳感器 通過(guò)直線滑臺(tái)向右擺動(dòng)，在垂直于焊件的上方掃描，傳感器可測(cè)出距離工件的實(shí)際距離； 實(shí)時(shí)測(cè)得傳感器距工件的距離；當(dāng)傳感器從工件處表面上方自左向右掃描過(guò)坡口，再繼 續(xù)掃描坡口經(jīng)過(guò)坡口到達(dá)工件另一側(cè)處表面上，通過(guò)采集傳感器測(cè)量距離的數(shù)據(jù)與傳感 器向右擺動(dòng)的距離數(shù)據(jù)在運(yùn)段期間建立直角坐標(biāo)系，設(shè)定傳感器在初始工件表面上掃描 起始點(diǎn)為建立的坐標(biāo)系原點(diǎn)0,垂直于焊接工件傳感器擺動(dòng)方向?yàn)閄軸，與傳感器擺動(dòng)方向 垂直對(duì)準(zhǔn)待焊工件的為y軸；對(duì)采集得到導(dǎo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，可W得到坡口在X軸 的起始偏移和中屯、偏移、工件根部間隙寬度、坡口寬度等信息。
[00巧]步驟六：調(diào)用打底根焊焊接工藝參數(shù)程序，采用立向上立縫焊接，焊后進(jìn)行清根。
[0026] 步驟屯：在LNG內(nèi)罐壁板內(nèi)表面打底焊縫基礎(chǔ)上進(jìn)行填充焊，調(diào)用填充焊接工藝 參數(shù)焊接，形成外表面封閉焊縫。在每層焊接前需要使用不誘鋼絲刷進(jìn)行層間清理，焊接過(guò)程中層間溫度不超過(guò)150°C。_
[0027] 步驟八：在LNG內(nèi)罐壁板內(nèi)表面填充焊縫基礎(chǔ)上進(jìn)行蓋面焊，調(diào)用蓋面焊接工藝 參數(shù)焊接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.根據(jù)LNG儲(chǔ)罐TIPTIG焊接方法，其特征包括以下步驟： 步驟一：為焊接設(shè)備安裝直徑為3. 2mm的鎢極，鎢極尖端打磨角度為40°~50°，鎢極尖端 直徑0· 8謹(jǐn)； 步驟二：選用LNG內(nèi)罐壁板板厚為17~22mm的9%NI鋼板焊接接頭，坡口形式采用X型 焊接坡口，工件根部最小間隙為2. 0~2. 4mm，坡口角度為60°，鈍邊1. 0~1. 5mm; 步驟三：使用TIPTIG焊機(jī)的直流正接，將焊接電源及熱絲電源的正極與焊接母材連 接，焊接電源負(fù)極與焊槍鎢極連接，熱絲電源負(fù)極與焊槍導(dǎo)電嘴連接； 步驟四：焊接金屬材料采用（美國(guó)超合金INCO-WELDC-276鎳基焊絲），規(guī)格為直徑 1.0mm的實(shí)芯焊絲，媽極與焊絲的夾角呈45°~60°，媽極伸出長(zhǎng)度LI= 6. 5mm,焊絲伸出長(zhǎng) 度L2 = 15mm，焊絲與媽極之間的距離D= 3mm.工作時(shí)保證焊絲能夠通過(guò)媽電極中心線； 步驟五：通過(guò)激光識(shí)別焊縫獲取焊縫中心位置，校準(zhǔn)鎢極對(duì)中； 步驟六：調(diào)用打底根焊焊接工藝參數(shù)程序，采用立向上立縫焊接； 步驟七：在LNG內(nèi)罐壁板內(nèi)表面填充焊縫基礎(chǔ)上進(jìn)行蓋面焊，調(diào)用蓋面焊接工藝參數(shù) 焊接。
【專利摘要】一種LNG儲(chǔ)罐TIP？TIG焊接方法，焊接系統(tǒng)包括弧壓高度自動(dòng)調(diào)整、焊縫的激光自動(dòng)跟蹤、焊絲熱輸入量、送絲調(diào)速、擺動(dòng)器與焊接電流脈沖配合等控制功能，焊接過(guò)程包括焊前準(zhǔn)備階段、以及焊接工藝參數(shù)調(diào)用和施焊過(guò)程中系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整；其中：所述焊前準(zhǔn)備階段包括如下子步驟：根據(jù)焊接工藝要求將待焊工件板端坡口及鎢極端部形狀打磨預(yù)處理，調(diào)整鎢極與焊絲的角度及位置,激光掃描實(shí)現(xiàn)焊縫對(duì)中，調(diào)用打底、填充、蓋面等焊接工藝參數(shù)組進(jìn)行施焊。本發(fā)明采用的LNG儲(chǔ)罐TIP？TIG焊接方法，能夠達(dá)到良好的焊縫成形，焊接效率高、焊縫質(zhì)量更穩(wěn)定。
【IPC分類】B23K9/167, B23K9/235, B23K101/12, B23K33/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105312741
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510849313
【發(fā)明人】黃玲, 付偉, 許家忠, 尤波, 李東潔, 張宇
【申請(qǐng)人】哈爾濱理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年2月10日
【申請(qǐng)日】2015年11月30日