[发明专利]一种海洋平台用钢横向窄间隙焊接方法

说明书

本发明涉及焊接工艺，尤其涉及一种海洋平台用钢横向窄间隙焊接方法。当厚度在100mm以下时选择U型坡口，当厚度在100～200mm时选择双面U型坡口；选择直径为0.8～1.6mm实芯或药芯气保焊丝；进行焊接组对，若选择U型坡口，底部钝边尺寸为1～2mm，底部直径为7～9mm，顶部间隙为8～10mm，为单层单道焊接；底部直径为9～12mm，顶部间隙为12～20mm，为单层双道焊接；坡口组队之后在焊道起终两个位置连接与坡口形状一致的引弧板；选取适合的焊接工艺参数；使用激光跟踪系统，对焊丝位置进行监控，若出现异常，反馈到焊枪控制系统，进行自适应性调节；双面焊接时，焊接1～4道次时翻面焊接或者采用双机器人焊接系统实现双面同时焊接；最后三道或四道焊接时，增加外置气体保护罩进行焊接。

技术领域

本发明涉及焊接工艺，尤其涉及一种海洋平台用钢横向窄间隙焊接方法。

背景技术

随着深海油气生产平台等重大技术装备的研发，板材厚度与板材强度也在不断提升，而作为最主要的连接方式的焊接，也面临越来越严苛的挑战，与此同时，焊接质量、焊接成本、焊接效率之间的矛盾日益显现。

自升式钻井平台是实施近海(水深200m以内)海洋油气勘探的主流海洋工程装备”。平台要做到“站得住、升得超、拔得出”，桩腿是关键，其结构设计与生产制造将直接影响到平台的作业安全和使用效果。齿条、半弦管作为桩腿的核心承载部件，除承受平台自身重量外，还要经受风浪、海流、流冰、海洋地震等恶劣海况所带来的侵蚀和破坏。

目前，在海洋平台领域基本以手工焊接为主，焊前预热、多层多道焊、中间清根、焊后热处理，生产工序多，焊接效率低，制造周期长，产品质量的稳定性难以得到保证，而且工人劳动强度大，生产环境恶劣，当前的生产现状严重制约了平台的交付时间和企业的市场竞争力。以齿条钢与齿条钢、齿条板与半弦管焊接为例，其焊接工作量巨大，工人劳动在高强度工作下很难保证焊接质量的稳定性。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种海洋平台用钢横向窄间隙焊接方法。提高了焊接质量，焊接接头应力得到有效控制，产品稳定性得到很好地控制，工人工作强度与要求降低，焊接效率大幅提高，焊接成本大幅降低。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种海洋平台用钢横向窄间隙焊接方法，适用于不同厚度海工用钢窄间隙焊接，具体包含如下步骤：

1)针对不同厚度的海工用钢结构设计不同形式的坡口，当厚度在100mm以下时选择U型坡口，当厚度在100～200mm时选择双面U型坡口。

2)根据钢板的强度级别和冲击性能等特殊特性，选择匹配的直径为0.8～1.6mm实芯或药芯气保焊丝。

3)焊前采用打磨、煤气加热等方式去除钢板表面的铁锈、油污、水分等杂质，以保证焊接质量。

4)进行焊接组对，若选择U型坡口，底部钝边尺寸为1～2mm，底部直径为7～9mm，顶部间隙为8～10mm，为单层单道焊接；底部直径为9～12mm，顶部间隙为12～20mm，为单层双道焊接。

若选择双面U型坡口，将底部并在一起，底部钝边尺寸为1～3mm，底部直径为7～9mm，顶部间隙为8～10mm，为单层单道焊接；底部直径为9～12mm，顶部间隙为12～20mm，为单层双道焊接。

5)在坡口组对之后需在焊道起终两个位置连接与坡口形状一致的引弧板，避免在实际焊接区域形成气孔等缺陷。

6)选用以下几种保护气体，如80％氩气与20％二氧化碳的混合气体、90％氩气与10％二氧化碳气体的混合气体；

7)根据板材强度级别决定是否进行焊前预热与焊后热处理；