CWAN 0049-2021立式儲(chǔ)罐無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人焊接工藝規(guī)范

ICS25.160.10

J33

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CWAN0049—2021

Vcbh更好的聽個(gè)人

立式儲(chǔ)罐無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人焊接工藝規(guī)范

Weldingprocessspecificationoftracklessunguidedcrawlingrobotforverticalstoragetank

2021-01-08發(fā)布2021-03-01實(shí)施

中國(guó)焊接協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CWAN0049—2021

立式儲(chǔ)罐無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人焊接工藝規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人在立式儲(chǔ)罐焊接中的人員要求、焊接設(shè)備、儲(chǔ)罐材料、焊接材

料、焊接要求和焊接工藝評(píng)定、儲(chǔ)罐下料、組對(duì)要求、焊縫的檢測(cè)和返修、安全要求。

本文件適用于無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人焊接立式儲(chǔ)罐。

2規(guī)范性引用文件

下列文件中內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件對(duì)于本文件必不可少的條款。其中，注日期

的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件。不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改

單）適用于本文件。

GB50128立式圓筒形鋼制焊接儲(chǔ)罐施工規(guī)范(GB50128—2014)

GB/T709熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差(GB/T709—2019)

GB/T985.1氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高能束焊的推薦坡口(GB/T985.1—2008,ISO

9692-1:2008,MOD)

GB/T8110氣體保護(hù)電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲(GB/T8110—2008)

GB/T19418鋼的弧焊接頭缺陷質(zhì)量分級(jí)指南（GB/T19418—2003,ISO5817：1992，IDT）

NB/T47013承壓設(shè)備無損檢測(cè)(NB/T47013.1～NB/T47013.6—2015,NB/T47013.7～NB/T47013.9

—2012,NB/T47013.10～NB/T47013.13—2015)

NB/T47014承壓設(shè)備用焊接工藝評(píng)定(NB/T47014—2011)

NB/T47015壓力容器焊接規(guī)程(NB/T47015—2011)

NB/T47018.1～47018.5承壓設(shè)備用焊接材料訂貨技術(shù)條件(含編制說明、帶詳細(xì)書簽)(NB/T

47018.1～NB/T47018.5—2017,(NB/T47018.6～NB/T47018.7—2011)

JB/T3223焊接材料質(zhì)量管理規(guī)程(JB/T3223—2017)

T/CWAN0006焊材可追溯信息化標(biāo)識(shí)（T/CWAN0006—2018）

3定義和術(shù)語

下列術(shù)語和定義適用于本文件。

無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人tracklessunguidedcrawlingweldingrobot

無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人是利用磁吸附技術(shù)進(jìn)行焊接作業(yè)的特種工業(yè)機(jī)器人，具備三維曲面爬行技術(shù)

及自主跟蹤焊縫進(jìn)行焊接能力。

4技術(shù)要求

4.1人員要求

a)參加施焊的設(shè)備操作人員應(yīng)經(jīng)過培訓(xùn)、考核并取得相應(yīng)資格證書。

b)無損檢測(cè)人員應(yīng)具有相應(yīng)的等級(jí)資格證書。

1

4.2焊接設(shè)備

自動(dòng)化焊接設(shè)備應(yīng)滿足以下要求：

a)單獨(dú)一臺(tái)設(shè)備可以同時(shí)滿足全位置焊接；

b)設(shè)備要能適應(yīng)直徑4m以上的立式儲(chǔ)罐；

c)采用激光跟蹤控制，精度要求控制在±0.2mm；

d)無需預(yù)先編程就可以實(shí)時(shí)跟蹤和焊接；

e)設(shè)備可以長(zhǎng)時(shí)間工作并能保持控制系統(tǒng)靈敏；

f)應(yīng)具備自檢功能，自檢異常時(shí)閉鎖全部操作，并發(fā)出報(bào)警信息；

g)具備監(jiān)視、設(shè)置和記錄功能。

裝置的顯示記錄功能應(yīng)滿足以下要求：

a）裝置應(yīng)具有設(shè)備服役環(huán)境工作狀態(tài)監(jiān)視功能；

b)裝置應(yīng)具有系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)記錄和系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視功能；

c)裝置應(yīng)具有運(yùn)行參數(shù)和保護(hù)定值設(shè)置功能；

d)裝置應(yīng)具有事件顯示及其記錄功能。

4.3儲(chǔ)罐材料

應(yīng)按照業(yè)主和監(jiān)理方的要求及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和鋼材質(zhì)量質(zhì)保書的規(guī)定，對(duì)儲(chǔ)罐母材進(jìn)行驗(yàn)收，經(jīng)

驗(yàn)收合格后方可投入使用。

4.4焊接材料

焊接材料的保管、烘干、發(fā)放程序應(yīng)嚴(yán)格按照（JB/T3223、T/CWAN0006—2018）執(zhí)行，并認(rèn)真

做好記錄，并確保其全程使用過程中可追溯。

焊絲在保管和使用時(shí)有下列要求：

a)室溫應(yīng)控制在10℃~15℃，最大相對(duì)濕度為60%。焊絲應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的庫房中，不允

許露天存放或放在有有害氣體和腐蝕性介質(zhì)（如SO2等）的室內(nèi)。室內(nèi)應(yīng)保持整潔。堆放時(shí)不宜直接放

在地面上，應(yīng)放在距離地面和墻壁不小于300mm的架子或墊板上，以保持空氣流通，防止受潮。

b)開包后焊絲應(yīng)在48h內(nèi)用完。開包后的焊絲要防止其表面被冷凝結(jié)露，或被銹、油脂及其他碳

氫化合物所污染，保持焊絲表面干凈、干燥。

c)當(dāng)焊絲沒用完時(shí)，需放在送絲機(jī)內(nèi)過夜時(shí)，要用帆布、塑料布或其他物品將送絲機(jī)（或焊絲盤）

罩住，以減少與空氣中的濕氣接觸。

d)對(duì)于72h以上時(shí)間不用的焊絲，要從送絲機(jī)內(nèi)取下，放回原包裝內(nèi)進(jìn)行密封，儲(chǔ)存。

4.5焊接要求和焊接工藝評(píng)定

4.5.1焊接要求

a)焊前準(zhǔn)備：焊接前應(yīng)檢查電源正負(fù)極是否按照要求進(jìn)行連接；檢查氣管是否連接、漏氣，氣瓶

氣壓是否足夠；檢查焊槍導(dǎo)電嘴是否熔化，氣體保護(hù)嘴是否有堵塞；焊槍不能有小曲率的彎曲。

b)焊接環(huán)境：當(dāng)施焊環(huán)境出現(xiàn)下列情況之一時(shí)，應(yīng)采取有效防護(hù)措施，否則不得施焊。①、空氣

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T/CWAN0049—2021

相對(duì)濕度≧90%；②、風(fēng)速≧2m/s。

c)儲(chǔ)罐壁板焊接應(yīng)該先焊接縱縫，再焊接環(huán)縫，縱縫和環(huán)縫組對(duì)時(shí)的定位焊在產(chǎn)品正式施焊時(shí)應(yīng)

予以清除。在多層多道焊接時(shí)，層間接頭應(yīng)該間隔50mm以上。環(huán)縫的焊接應(yīng)該由多臺(tái)爬行機(jī)均勻分布

在儲(chǔ)罐的焊縫上，并且采用等速、同向、分段退焊的方法進(jìn)行焊接?？v縫采用立向上焊接，起弧和收弧

的位置需要增加引弧板和收弧板，確保焊縫起弧和收弧缺陷不在焊縫處，在起弧處應(yīng)加裝預(yù)留無軌導(dǎo)爬

壁機(jī)車身位置的空間。焊接完成后要求去除引弧板和收弧板。

d)針對(duì)不同的坡口形式焊縫背面優(yōu)先采用相應(yīng)的焊縫強(qiáng)制成形工藝，焊縫背面避免使用碳弧氣刨

清根；如遇到需要返修的情況，使用機(jī)械打磨的方式清除。

e)在環(huán)縫和縱縫交匯處，即T型接頭位置，三個(gè)方向200mm范圍內(nèi)均不允許起弧?；　?/p>

f)對(duì)于上下不等板厚的環(huán)縫，焊接時(shí)要求焊縫面圓滑過渡，避免應(yīng)力集中。

g)焊縫余高按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定，對(duì)于余高過高的部位進(jìn)行打磨處理，打磨時(shí)應(yīng)該保證焊縫圓

滑過渡而避免產(chǎn)生應(yīng)力集中。

4.5.2焊接工藝評(píng)定

工程施焊前，應(yīng)具備按照相關(guān)規(guī)范（NB/T47014）評(píng)定合格的，能全面覆蓋該工程項(xiàng)目的焊接工藝

評(píng)定；并根據(jù)合格的工藝評(píng)定結(jié)果編制焊接工藝卡。推薦的焊接工藝卡形式見附錄A。

4.6儲(chǔ)罐下料

立式儲(chǔ)罐在組對(duì)方法上分為正裝和倒裝，對(duì)壁罐材料下料進(jìn)行如下規(guī)定：

焊前清理：焊前對(duì)焊縫兩側(cè)20mm范圍內(nèi)進(jìn)行機(jī)械打磨處理，清除油、銹、水分、油漆等。

坡口加工：坡口加工采用等離子切割加工，去除氧化皮。縱縫、環(huán)縫推薦坡口角度按照表1選擇。

表1推薦坡口角度和根部間隙

板厚示意圖根部間隙角度

環(huán)縫α1=35°±2.5°

d=3mm~4mm

t≦20mmα2=10°±2.5°

3

環(huán)縫α1=35°±2.5°

d=3mm~4mm

t＞20mmα2=10°±2.5°

縱縫α1=22.5°±2.5°

d=4mm~6mm

t≦20mmα2=22.5°±2.5°

縱縫α1=22°±2.5°

d=4mm~6mm

t＞20mmα2=22°±2.5°

4.7組對(duì)

a)組對(duì)：組對(duì)采用氬弧焊或氣保焊進(jìn)行定位焊，所用焊接材料、工藝及對(duì)焊工的要求與正式施焊

相同；定位焊長(zhǎng)度保持在50mm~80mm、焊點(diǎn)間隔保持在300mm~500mm為宜，在使用工裝夾具進(jìn)行

固定時(shí)，焊點(diǎn)應(yīng)該牢固，夾具間隔范圍保持在400mm以內(nèi)；定位焊應(yīng)焊透并應(yīng)在坡口內(nèi)引弧和熄弧，

不得劃傷母材表面。

b)根部間隙：對(duì)接焊縫在組裝時(shí)要求內(nèi)壁應(yīng)平齊，在考慮焊接收縮和變形量后，縱向?qū)雍缚p根

部間隙保持在4mm~6mm，環(huán)向?qū)雍缚p根部間隙保持在3mm~4mm，所有板厚相等的焊縫錯(cuò)邊量控

制在≦2mm以內(nèi)。

c)垂直度要求：各圈壁板的垂直度不能超過該圈板厚的0.3%。

5焊縫的檢驗(yàn)和返修

5.1焊縫的檢驗(yàn)

a)焊縫的外觀檢驗(yàn)

在進(jìn)行焊縫檢驗(yàn)前，需要將焊縫周邊的熔渣，飛濺等清理干凈；焊縫的表面質(zhì)量應(yīng)符合GB/T19418

的要求。

1、焊縫表面及熱影響區(qū)，不得有裂紋、氣孔、夾渣、弧坑和未焊滿等缺陷。

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2、對(duì)接焊縫咬邊深度不能超過0.5mm，咬邊的連續(xù)長(zhǎng)度，不應(yīng)大于100mm；焊縫兩側(cè)咬邊的總長(zhǎng)

度，不能超過整個(gè)焊縫長(zhǎng)度的10%；對(duì)于強(qiáng)度＞390MPa或者厚度＞25mm的焊接接頭，不允許有咬邊缺

陷存在。

3、邊緣板厚度≧10mm時(shí)，底圈壁板與邊緣板的T型接頭罐內(nèi)角焊縫靠罐底一側(cè)的邊緣應(yīng)平滑過渡，

且不應(yīng)有咬邊缺陷，T型接頭角焊縫尺寸應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

4、焊縫高度不能低于母材，焊縫的余高應(yīng)滿足表2要求。

表2對(duì)接焊縫的余高

罐壁焊縫的余高(mm)

板厚δ(mm)罐底焊縫的余高（mm）

縱向環(huán)向

≦12≦1.5≦2.0≦2.0

12＜δ≦25≦2.5≦3.0≦3.0

δ＞25≦3.0≦3.0-

b）焊縫的無損檢測(cè)

焊縫應(yīng)進(jìn)行超聲波檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、射線檢測(cè)等，檢測(cè)要求和合格等級(jí)應(yīng)符合GB50128

和GB/T47013相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

“T”字焊縫檢測(cè)位置應(yīng)包含縱向和環(huán)向焊縫各300mm區(qū)域。

5.2焊縫的返修

當(dāng)射線檢測(cè)或者超聲檢測(cè)不合格時(shí)，需要對(duì)照射線底片或超聲位置進(jìn)行缺陷位置確定。采用機(jī)械打

磨的辦法清除缺陷，不允許使用碳弧氣刨的方式清除焊縫缺陷，清除部位應(yīng)超出缺陷位置，如有需要可

以再打磨清除缺陷后進(jìn)行滲透探傷，確保缺陷位置完全清除，再進(jìn)行返修焊，返修焊接應(yīng)嚴(yán)格按照返修

流程和返修工藝進(jìn)行返修。返修完成后使用機(jī)械打磨直至圓滑。

同一位置的焊縫返修不能超過兩次，超過兩次后必須經(jīng)項(xiàng)目總工程師批準(zhǔn)并通知監(jiān)理方。

6安全要求

a)無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人使用場(chǎng)所應(yīng)滿足本文件規(guī)定的范圍；

b)無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人使用場(chǎng)所不應(yīng)有火災(zāi)、爆炸危險(xiǎn)的介質(zhì)、不應(yīng)有腐蝕、破壞絕緣氣體及

導(dǎo)電介質(zhì)、不應(yīng)充滿蒸汽及有嚴(yán)重的霉菌；

c)戶外使用須有防御雨、雪、風(fēng)、沙的設(shè)施；

d)工作人員須正確佩戴勞動(dòng)保護(hù)品；

e)焊機(jī)、烘干機(jī)等應(yīng)一機(jī)、一閘、一保護(hù)。小型機(jī)具應(yīng)裝有漏電保護(hù)器；

f)罐內(nèi)焊接應(yīng)設(shè)通風(fēng)設(shè)備；

g)高空焊接時(shí)，要清理垂直下方10m2之內(nèi)易燃物，焊接完后及時(shí)清理焊接現(xiàn)場(chǎng)，防止發(fā)生火災(zāi)；

h)射線探傷時(shí)應(yīng)在50m2范圍內(nèi)設(shè)警示標(biāo)志，并設(shè)專人監(jiān)護(hù)。

5

附錄A

（資料性）

立式儲(chǔ)罐無軌導(dǎo)爬壁焊接機(jī)器人焊接工藝卡

單位名稱工藝卡編號(hào)

項(xiàng)目名稱部件名稱

環(huán)境參數(shù)及焊機(jī)、焊槍、輔材熱處理參數(shù)接頭特性

溫度/℃相對(duì)濕度%預(yù)熱方式母材材質(zhì)

氣壓/KPa風(fēng)速m/s預(yù)熱溫度/℃材質(zhì)厚度/mm

焊機(jī)品牌焊機(jī)型號(hào)層間溫度/℃坡口形式

焊槍類型接口坡口角度/°

正面氣體流量接頭形式

背面氣體L/min間隙R/mm

焊接位置焊劑類型背面保護(hù)鈍邊N/mm坡口示意圖

焊機(jī)參數(shù)機(jī)器人參數(shù)

焊接材料V送絲(m/min)L弧長(zhǎng)調(diào)節(jié)焊槍角度/°擺動(dòng)參數(shù)

焊接方焊機(jī)程序電弧焊速線能量干伸焊接焊接操作

焊層道號(hào)電特性