專利名稱：鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及焊接的焊口，尤其涉及一種用于海洋工程中導(dǎo)管架與組 塊建造焊接工程中鋼制管焊接工序中，能夠減少焊接工序，節(jié)省焊接材料， 降低成本，提高焊接質(zhì)量和作業(yè)效率的鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)。
技術(shù)背景鋼管巻制是很多工程中常用的一項(xiàng)作業(yè)， 一般直徑為406毫米以上的鋼 管都采用鋼管巻制和接長(zhǎng)，因此，各種工程中鋼管巻制和接長(zhǎng)的工作量很大， 而且鋼管巻制和接長(zhǎng)的質(zhì)量以及效率都會(huì)直接影響到工程的質(zhì)量。比如，在 海洋工程中，鋼管巻制和接長(zhǎng)要占到整個(gè)導(dǎo)管架建造工作量的40%左右，占 組塊建造工作量的15%左右。而且在海洋工程中，鋼管巻制和接長(zhǎng)是整體結(jié) 構(gòu)建造的第一步，它的工作效率和質(zhì)量直接影響到整個(gè)海洋工程中鋼結(jié)構(gòu)的 建造進(jìn)度和質(zhì)量。鋼管巻制和接長(zhǎng)主要是通過(guò)焊接工藝完成。焊接工藝包括焊接的焊口結(jié) 構(gòu)的設(shè)計(jì)和焊接參數(shù)的設(shè)定?，F(xiàn)有鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，如圖1所示，包 括鋼板、對(duì)稱的X型坡口；該X型坡口是設(shè)在鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處，由鋼板兩 對(duì)應(yīng)焊接處分別設(shè)置的1/2X型坡口對(duì)接構(gòu)成，坡口對(duì)接處為鈍邊2，兩鈍邊 2之間的間隙為根部間隙3，坡口夾角1的角度為60度士5度，鈍邊2中點(diǎn)至 鋼板表面的距離為鋼板厚度的1/2，其鈍邊厚度為1至2毫米，根部間隙3為 2至4毫米。這種焊接的焊口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不盡合理，其鈍邊長(zhǎng)度設(shè)置較小，鈍邊 中點(diǎn)至鋼板表面的距離4為鋼板厚度的1/2，導(dǎo)致坡口面積較大，致使產(chǎn)生焊 材耗費(fèi)量大；另外，由于根部間隙設(shè)置較大，使焊接工序較多，需要包括坡 口內(nèi)側(cè)封底、內(nèi)側(cè)2.4毫米直徑焊絲埋弧焊、內(nèi)側(cè)4.0毫米直徑焊絲埋弧焊， 坡口外側(cè)清根和打磨以及外側(cè)4. 0毫米直徑焊絲埋弧焊等步驟，由于步驟多， 因此繁瑣且工作效率低下，焊接過(guò)程中容易出現(xiàn)焊接正面時(shí)坡口燒穿，焊接 反面時(shí)鈍邊未焊透的現(xiàn)象，從而影響焊接質(zhì)量；再者，因根部間隙設(shè)置較大， 封底焊道需要進(jìn)行氣刨清除，造成焊接材料的浪費(fèi)，而且氣刨后，刨槽角度較小，焊后清渣比較困難；還有，氣刨時(shí)噪音很大，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙塵，工作環(huán)境較差，影響作業(yè)人員的身體健康。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有產(chǎn)品存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種 鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，其焊口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可減少焊接工序，節(jié)省焊接 材料，提高焊接效率和質(zhì)量，降低焊接成本，且優(yōu)化工作環(huán)境，保證作業(yè)人 員的身體健康。本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本實(shí)用新型鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，包括鋼板、對(duì)稱的X型坡口；該X 型坡口是設(shè)在鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處，由鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處分別設(shè)置的1/2 X型 坡口對(duì)接構(gòu)成，坡口對(duì)接處為鈍邊，兩鈍邊之間的間隙為根部間隙，坡口夾 角的角度為60度±5度，鈍邊中點(diǎn)至鋼板表面的距離為鋼板厚度的1/2;其 特征在于，所述鈍邊厚度為3至5毫米；所述根部間隙為0至1毫米。本實(shí)用新型鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)的有益效果在于，該鋼制管焊接的焊 口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可以減少焊接工序，僅需在鋼板正反兩面的坡口內(nèi)進(jìn)行埋 弧焊即可，省去現(xiàn)有技術(shù)中坡口內(nèi)側(cè)封底、內(nèi)側(cè)2.4毫米直徑焊絲埋弧焊、坡口外側(cè)清根和打磨等步驟，節(jié)省工時(shí)和氣源，降低生產(chǎn)成本，使焊接效率 提升49%左右，且優(yōu)化工作環(huán)境，保證作業(yè)人員的身體健康；再有，由于坡 口面積的減少以及根部間隙的縮小，因此可以有效減少焊接材料的使用量， 能夠節(jié)省焊接材料在35%左右。

圖1為現(xiàn)有鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本實(shí)用新型鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)示意圖。圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明l坡口夾角、2鈍邊、3根部間隙、4鈍邊中點(diǎn)至鋼 板表面的距離、A鋼板正面、B鋼板反面。
具體實(shí)施方式
參閱圖2所示，本實(shí)用新型鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，包括鋼板、對(duì)稱的X 型坡口；該X型坡口是設(shè)在鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處，由鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處分別設(shè) 置的1/2X型坡口對(duì)接構(gòu)成，坡口對(duì)接處為鈍邊2，兩鈍邊2之間的間隙為根部間隙3，坡口夾角1的角度為60度±5度，鈍邊2中點(diǎn)至鋼板表面的距離 為鋼板厚度的l/2;其改進(jìn)之處在于，鈍邊2厚度為3至5毫米，根部間隙3 為0至1毫米。本實(shí)用新型鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，其坡口根部間隙縮小到0至1毫米， 鈍邊厚度增加到3至5毫米，這樣焊接坡口的面積和現(xiàn)有鋼制管焊接坡口面 積相比，可以減小30%左右。由于坡口面積的減少以及根部間隙的縮小，因 此可以減少焊接材料的使用量，節(jié)省悍接材料在35%左右，減少焊接工序， 僅需鋼板正反兩面的坡口內(nèi)進(jìn)行埋弧焊即可，省去現(xiàn)有技術(shù)中坡口內(nèi)側(cè)封底、 內(nèi)側(cè)2.4毫米直徑焊絲埋弧焊、坡口外側(cè)清根和打磨等步驟，節(jié)省工時(shí)和氣 源，降低生產(chǎn)成本，使焊接效率提升49%左右。本實(shí)用新型的鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，還能夠避免在焊接正面時(shí)燒穿坡 口，焊接反面，能夠?qū)⑩g邊熔透，確保不出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象，提高焊接質(zhì)量， 使焊接部的低溫沖擊值能夠達(dá)到34J(-40°C)。選擇10毫米厚的鋼板(或者給出鋼板型號(hào))，巻制成管狀體，然后將鋼 板的對(duì)應(yīng)焊接處分別設(shè)置成1/2X型的坡口，坡口對(duì)接處的鈍邊2的厚度設(shè)為 5毫米，坡口夾角1的角度為60度，根部間隙3設(shè)為l毫米，鈍邊中點(diǎn)至鋼板 表面的距離為5毫米。焊接時(shí)，采用直徑為4毫米的焊絲在鋼板正面A的坡 口內(nèi)進(jìn)行埋弧焊，然后，用同樣的直徑為4毫米的悍絲在鋼板反面B的坡口 內(nèi)進(jìn)行埋弧焊，即可完成焊接工作。焊接部經(jīng)工藝評(píng)定實(shí)驗(yàn)，符合中國(guó)船級(jí) 社規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，其機(jī)械性能滿足海洋工程鋼結(jié)構(gòu)機(jī)械性能要求，達(dá)到低溫沖擊 溫度-40'C的規(guī)范。 實(shí)施例2:在對(duì)管徑為1710毫米，壁厚為32毫米的鋼管進(jìn)行接長(zhǎng)焊接，在鋼管的 對(duì)應(yīng)焊接處分別設(shè)置成1/2X型的坡口，坡口對(duì)接處的鈍邊的厚度設(shè)為4毫米， 坡口夾角的角度為60度，根部間隙設(shè)為0.5毫米，鈍邊中點(diǎn)至鋼板表面的距 離為16毫米。焊接時(shí)，采用直徑為4毫米的焊絲在鋼管正面A的坡口內(nèi)進(jìn)行 埋弧焊，然后，用同樣的直徑為4毫米的悍絲在鋼管反面B的坡口內(nèi)進(jìn)行埋 弧焊，即可完成對(duì)接焊接工作，焊接時(shí)間為152分鐘。實(shí)驗(yàn)效果對(duì)比，采用傳統(tǒng)焊接焊口結(jié)構(gòu)對(duì)實(shí)施例2選用的鋼管進(jìn)行接長(zhǎng) 焊接，因?yàn)楹附庸ば虿襟E多，需要時(shí)間245分鐘；再有，傳統(tǒng)焊接焊口結(jié)構(gòu) 的鈍邊小，根部間隙大，所以坡口面積比本實(shí)用新型焊接焊口結(jié)構(gòu)的坡口面 積大，根部間隙也大，經(jīng)實(shí)驗(yàn)比較，本實(shí)用新型大鈍邊鋼制管焊接焊口的新 結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)相比較，可以節(jié)約焊接材料35%左右，有 效降低成本。本實(shí)用新型鋼制管焊接的焊口新結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，可以在鋼板的外側(cè)面和 內(nèi)側(cè)面全部采用埋弧焊，同時(shí)減少了氣刨工序，因此與傳統(tǒng)工藝相比較，可 以節(jié)省40%以上的時(shí)間；比如，對(duì)32毫米壁厚的鋼管，進(jìn)行3米縱縫的焊接， 若采用傳統(tǒng)焊接焊口結(jié)構(gòu)需要時(shí)間136分鐘，而采用本實(shí)用新型的大鈍邊鋼 制管焊接的焊口新結(jié)構(gòu)只需要80分鐘，可以節(jié)約56分鐘，再包括節(jié)約的吊 管轉(zhuǎn)運(yùn)時(shí)間20分鐘，焊接效率可以提高49%左右。另外，由于本實(shí)用新型坡 口面積的減少，該鋼制管焊接的焊口新結(jié)構(gòu)可以大大減少焊接材料的消耗， 大鈍邊鋼制管焊接的焊口新結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)相比，可以節(jié) 約焊接材料35%左右。以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任 何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何 簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，包括鋼板、對(duì)稱的X型坡口；該X型坡口是設(shè)在鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處，由鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處分別設(shè)置的1/2 X型坡口對(duì)接構(gòu)成，坡口對(duì)接處為鈍邊，兩鈍邊之間的間隙為根部間隙，坡口夾角的角度為60度±5度，鈍邊中點(diǎn)至鋼板表面的距離為鋼板厚度的1/2；其特征在于，所述鈍邊厚度為3至5毫米；所述根部間隙為0至1毫米。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種鋼制管焊接的焊口結(jié)構(gòu)，包括鋼板、對(duì)稱的X型坡口；該X型坡口是設(shè)在鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處，由鋼板兩對(duì)應(yīng)焊接處分別設(shè)置的1/2X型坡口對(duì)接構(gòu)成，坡口對(duì)接處為鈍邊，兩鈍邊之間的間隙為根部間隙，坡口夾角的角度為60度±5度，鈍邊中點(diǎn)至鋼板表面的距離為鋼板厚度的1/2；其改進(jìn)之處在于，鈍邊厚度為3至5毫米；根部間隙為0至1毫米；該焊口結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可減少焊接工序，節(jié)省焊接材料，提高焊接效率和質(zhì)量，降低焊接成本，且優(yōu)化工作環(huán)境，保證作業(yè)人員的身體健康。
文檔編號(hào)B23K33/00GK201095025SQ200720190090
公開(kāi)日2008年8月6日 申請(qǐng)日期2007年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月9日
發(fā)明者軍 曹, 凡 李, 李文堃, 楊炳發(fā), 汪春標(biāo), 東 肖, 英 陳, 靳偉亮, 韓明程 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司;海洋石油工程股份有限公司