[发明专利]一种优化数字焊机管线钢埋弧焊工艺参数的方法有效

专利信息
申请号: 202010672205.X 申请日: 2020-07-14
公开(公告)号: CN111872523B 公开(公告)日: 2021-12-03
发明(设计)人: 曾德胜;唐子金;李慧;李君佐;孙荣华;马有军;蔡绪明;张新芳;左兰兰;蔡小青 申请(专利权)人: 中石化石油机械股份有限公司沙市钢管分公司;中石化石油机械股份有限公司
主分类号: B23K9/18 分类号: B23K9/18;B23K9/12;B23K9/16;B23K31/12
代理公司: 宜昌市三峡专利事务所 42103 代理人: 成钢
地址: 434000 湖*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 优化 数字 管线 钢埋弧 焊工 参数 方法
【说明书】:

本发明提供了一种优化数字焊机管线钢埋弧焊工艺参数的方法。所述方法按如下步骤进行:1、计算焊接面能量;2、设置数字焊机参数;3、计算平板堆焊熔深h;4、计算内外焊熔深H;5、计算内外焊焊缝重合量e;6、计算焊缝单位时间焊丝熔敷量G;7、计算焊缝余高δ;8、综合分析并兼顾焊缝面能量的取值范围:100J/mm2Q≤220J/mm2,焊缝余高的取值范围:0.5mm≤δ≤2.5mm,内外焊焊缝重合量的取值范围为1.5mm≤e≤3.0mm,优化设计出数字焊机埋弧自动焊焊接规范以及焊接工艺参数。该方法通过建立数字焊机的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,从而提高了钢管质量,降低了生产成本,提高了效率。

技术领域

本发明涉及到焊接及钢管焊接领域,特别涉及到一种优化数字焊机管线钢埋弧焊工艺参数的方法。

背景技术

本世纪初以来,油气输送用管线钢钢管生产领域逐渐推广全数字焊机,便于调节和采集焊接参数,提高了焊缝形貌质量,可减少人力陈本,节能降耗,为实现智能化制造工厂做出有力贡献。数字化焊机和数字焊机比较而言,后者更有优势。数字化焊机是在传统模拟焊机的基础上增加一些数字化控制的元器件和系统,以提高模拟焊机的参数精度,但其焊接质量受到模拟焊机本身器件和控制器件的性能影响,提高效果不明显;数字焊机是全新设计的新型数字型智能埋弧焊机,其结构稳定,寿命长,采用微处理器进行控制,增加新的功能只需要修改软件,不需要增加逻辑电路,代表了埋弧焊机行业的发展方向。但国内专利和文献所描述的数字焊机其实是数字化焊机,在原有焊机的基础上加一些控制电路系统以表明其先进性,在市场上还是国外大企业有能力生产和销售数字焊机,比如德国、美国等,但该国外的设备,硬件和软件都是不公开的,从而导致其原理和扩展性能不明确,价格和维护也较贵。为顺应智能化制造的发展趋势,提高对数字焊机的焊接性能研究水平,需要对数字焊机的焊接性能进行试验和研究,并总结有效的经验。

专利《优化设计管线钢埋弧焊工艺参数的方法》(授权公告号CN 104923892)作为本公司在2015年申请的发明专利,其设计方法具有通用性,但其实际试验数据来源于传统模拟焊机,因此在数字焊机使用时设计的可操作性不强。需要重新试验和归纳整理。

中石化石油机械股份有限公司沙市钢管分公司曾德胜在2016年《焊管》第1期发表的《埋弧焊熔深变量的分析》的文章显示,采用统计回归分析方法对埋弧自动焊的平板熔深h和实际内外焊的熔深H进行了分析,主要满足模拟焊机的焊接参数,其中的基本公式仅满足螺旋纯坡口焊接状态。其基本方法不具有专利属性。为降低成产成本、提高生产效率,需针对数字焊机埋弧焊管线钢钢管构建埋弧焊工艺参数的数学模型,实现数字焊机管线钢管钢管埋弧焊工艺参数的优化设计。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用公式计算出焊接面能量、重合量和焊缝余高,并满足设定要求,来确定优化设计数字焊机管线钢埋弧焊工艺参数的方法。本发明所需解决的技术问题是针对数字焊机埋弧焊管线钢钢管构建埋弧焊工艺参数的数学模型,实现数字焊机管线钢管钢管埋弧焊工艺参数的优化设计。

本发明的设计思想是建立熔深、熔化量数学模型,该模型适用于钢级为A-X80的数字化焊机管线钢埋弧焊工艺参数的数学模型,对数字焊机管线钢埋弧焊工艺参数进行优化设计,实现数字焊机管线钢钢管埋弧焊工艺参数的精确设计,从而提高了钢管质量,降低了生产成本,提高了效率。

为实现上述目的,本发明的技术方案为:

一种优化数字焊机管线钢埋弧焊工艺参数的方法,其特征在于:所述方法按如下步骤进行:

(1)计算焊接面能量Q:焊接面能量由下列公式计算:

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