專利名稱：小口徑管道的二氧化碳自動(dòng)全位置焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道自動(dòng)焊接，尤其涉及小口徑管道的自動(dòng)焊接方法。
背景技術(shù)：
在小口徑管道的焊接中，傳統(tǒng)的是采用手工鎢極氬弧焊或手工焊條電弧 焊焊接，其焊接效率低下，受人或外界因素的影響，造成焊接質(zhì)量波動(dòng)。究 其原因在于
1) 手工焊接和操作工藝斷續(xù)性(焊接位置的改變、更換焊條、斷弧 焊、清渣等)，決定了焊接效率低下；
2) 個(gè)人的焊接操作技術(shù)和情緒等直接影響焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，提供一種小口徑管道的二氧化碳自動(dòng)
焊接方法。本發(fā)明采用TIG (封底焊)+(^02自動(dòng)焊的焊接工藝，實(shí)現(xiàn)了小
口徑管道全位置自動(dòng)焊接。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的
一種小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，它包括一自動(dòng)焊接
機(jī)，該方法包括下列步驟
焊接坡口制備步驟自動(dòng)悍焊接坡口采用機(jī)械方法進(jìn)行加工； 管道組裝和點(diǎn)固步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道點(diǎn)固； 管道封底焊接步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道封底焊接； 自動(dòng)焊接機(jī)焊接規(guī)范設(shè)置步驟管道按時(shí)鐘劃分為12個(gè)區(qū)域再進(jìn)行規(guī) 范設(shè)置；
自動(dòng)焊焊接機(jī)頭安裝步驟；
自動(dòng)焊焊接步驟進(jìn)行焊前示教，解決 管、機(jī)加、焊接變形、組裝產(chǎn) 生的幾何誤差；多層多道焊時(shí)，始終采用順時(shí)針焊接一周，再逆時(shí)針焊接一周的方法進(jìn)行焊接。
所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，所述焊接坡口制備 步驟中，管壁厚度小于28mm時(shí)，采用"V"坡口；當(dāng)管壁厚大于28mm時(shí)， 焊接坡口采用開口隨深度增大而階躍增大的形式。
所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，所述管道組裝和點(diǎn) 固步驟中，點(diǎn)固間隙為2.5-3mm。
所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，所述自動(dòng)焊接機(jī)焊 接規(guī)范設(shè)置步驟包括
設(shè)定焊接電流
第一層起焊點(diǎn)設(shè)定在時(shí)鐘的1~2點(diǎn)之間位置，焊接方向?yàn)轫槙r(shí)針，焊接 電流從起焊點(diǎn)到5點(diǎn)為遞減、5-7點(diǎn)為遞加、7 9點(diǎn)為遞減、9-起焊點(diǎn)為遞 加。
第二層起焊點(diǎn)在時(shí)鐘的10-11點(diǎn)之間位置，焊接方向?yàn)槟鏁r(shí)針，焊接電 流從起悍點(diǎn)到7點(diǎn)為遞減、7 5點(diǎn)為遞加、5 3點(diǎn)為遞減、3 起焊點(diǎn)為遞加。 以后各層各道均按以上方法設(shè)定； 設(shè)定電弧電壓隨設(shè)定焊接電流的變化而變化；
焊接擺幅設(shè)定，即角擺根據(jù)管道壁厚、熔敷金屬的厚度、焊接層數(shù)、 道數(shù)而決定；
設(shè)定在焊縫兩側(cè)停留的時(shí)間
單道焊縫焊接時(shí)，兩側(cè)停留時(shí)間一致，管道的上半周停留時(shí)間在2 5秒 之間；下半周停留時(shí)間在5 7秒之間；
分道焊時(shí)，在焊縫坡口側(cè)停留時(shí)間要長(zhǎng)1 3秒左右； 設(shè)定焊接速度根據(jù)焊接位置、焊接電流來設(shè)定焊接速度；
設(shè)定運(yùn)條方式
填充層焊接時(shí)選用運(yùn)條方式； 蓋面層時(shí)選用鋸齒形或弓形運(yùn)條方式；
設(shè)定保護(hù)氣體流量車間內(nèi)焊接時(shí)保護(hù)氣體流量為14 20L/min、野外 焊接時(shí)保護(hù)氣體流量為20~25L/min。
所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，在設(shè)定電流時(shí)，遞增遞減電流在3~5安培。
所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，自動(dòng)焊焊接機(jī)頭安 裝步驟包括
剛性軌道安裝時(shí)，3對(duì)共6顆互成120。角的固定螺栓必須要調(diào)到長(zhǎng)度一
致；
剛性軌道的一側(cè)與坡口中心距離為390mm; 焊槍角度為焊槍始終垂直于管道的中心； 調(diào)整焊絲伸出長(zhǎng)度為10~12mm。
所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，自動(dòng)焊接步驟還包
括
焊接過程中，可通過控制盒來進(jìn)行焊接規(guī)范的細(xì)微調(diào)節(jié)； 一層焊接完畢后，必須采用碗形鋼絲刷進(jìn)行焊道清理后，再進(jìn)行下一層 的焊接；
填充層最后一道要預(yù)留1 2mm的深度，在進(jìn)行蓋面層的焊接； 蓋面層焊接時(shí)，當(dāng)管壁厚在30mm以下時(shí)，采用單道焊，當(dāng)管壁厚在 30mm以上時(shí)，采用多道焊。
本發(fā)明采用TIG (封底焊)保證了管道內(nèi)部焊接質(zhì)量；實(shí)現(xiàn)了 C02自 動(dòng)焊全位置焊接；在自動(dòng)焊焊接前可進(jìn)行焊前的"示校"(讓機(jī)器人沿管道 焊縫行走一周，設(shè)備將記住焊縫位置偏差及焊槍高度偏差，因而在焊接過程 中自動(dòng)調(diào)節(jié)焊槍以適應(yīng)焊縫的變化；自動(dòng)焊焊機(jī)在焊接過程中完全模擬人的 焊接操作動(dòng)作，而且，在焊接過程中還可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行微調(diào)；所有焊接 工藝參數(shù)均可事先預(yù)設(shè)和儲(chǔ)存，并可隨時(shí)調(diào)用。在多層焊接時(shí)采用順時(shí)針一 周，逆時(shí)針一周的悍接工藝，改善了焊接線能量的輸入，從而提高了焊縫的 焊接質(zhì)量。
本發(fā)明的方法所有焊接參數(shù)均可儲(chǔ)存調(diào)用；和手工焊或手工氬弧焊相 比，將提高4倍以上、(若操作熟練效率還會(huì)提高)；減少了人為和外部因素 的影響，焊接質(zhì)量穩(wěn)定，合格率高，返工量少，節(jié)約了施工成本；改善了 工人的勞動(dòng)條件，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；焊接時(shí)間可控，因此容易控制施工工 期；降低了觸電的機(jī)率；減少了電弧光的輻射和煙塵的吸入量；改善了焊接環(huán)境；本發(fā)明的方法應(yīng)用領(lǐng)域廣闊，便于在工程施工上推廣。


下面，結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明 圖1為本發(fā)明的焊接坡口尺寸示意圖
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要是針對(duì)DN500以下的管道自動(dòng)焊焊接，在小口徑管道焊接 過程中，要實(shí)現(xiàn)管道360° (全位置)C02氣體保護(hù)自動(dòng)焊焊接其難度相當(dāng)大。
一種小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，它包括一 自動(dòng)焊接 機(jī)，該方法包括下列步驟
焊接坡口制備步驟自動(dòng)焊焊接坡口采用機(jī)械方法進(jìn)行加工；管壁厚度 小于28mm時(shí)，采用"V"坡口；當(dāng)管壁厚大于28mm時(shí)，焊接坡口采用開 口隨深度增大而階躍增大的形式(見圖1);
管道組裝和點(diǎn)固步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道點(diǎn)固，點(diǎn)固間隙為 2.5-3mm;
管道封底焊接步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道封底焊接；
自動(dòng)焊接機(jī)焊接規(guī)范設(shè)置步驟管道按時(shí)鐘劃分為12個(gè)區(qū)域再進(jìn)行規(guī) 范設(shè)置；設(shè)定焊接電流
第一層起焊點(diǎn)設(shè)定在時(shí)鐘的1 2點(diǎn)之間位置，焊接方向?yàn)轫槙r(shí)針，焊接 電流從起焊點(diǎn)到5點(diǎn)為遞減、5 7點(diǎn)為遞加、7-9點(diǎn)為遞減、9 起焊點(diǎn)為遞 加，遞增遞減電流在3 5安培；
第二層起焊點(diǎn)在時(shí)鐘的10~11點(diǎn)之間位置，焊接方向?yàn)槟鏁r(shí)針，焊接電 流從起焊點(diǎn)到7點(diǎn)為遞減、7~5點(diǎn)為遞加、5 3點(diǎn)為遞減、3 起焊點(diǎn)為遞加。
以后各層各道均按以上方法設(shè)定；
設(shè)定電弧電壓隨設(shè)定焊接電流的變化而變化；
焊接擺幅設(shè)定，即角擺根據(jù)管道壁厚、熔敷金屬的厚度、焊接層數(shù)、 道數(shù)而決定；
設(shè)定在焊縫兩側(cè)停留的時(shí)間單道焊縫焊接時(shí)，兩側(cè)停留時(shí)間一致，管道的上半周停留時(shí)間在2 5秒 之間；下半周停留時(shí)間在5 7秒之間；
分道焊時(shí)，在焊縫坡口側(cè)停留時(shí)間要長(zhǎng)1 3秒左右；
設(shè)定焊接速度根據(jù)焊接位置、焊接電流來設(shè)定焊接速度；
設(shè)定運(yùn)條方式
填充層焊接時(shí)選用運(yùn)條方式；
蓋面層時(shí)選用鋸齒形或弓形運(yùn)條方式；
設(shè)定保護(hù)氣體流量車間內(nèi)焊接時(shí)保護(hù)氣體流量為14~20L/min、野外 焊接時(shí)保護(hù)氣體流量為20~25L/min。 自動(dòng)焊焊接機(jī)頭安裝步驟包括-
剛性軌道安裝，3對(duì)共6顆互成120°角的固定螺栓必須要調(diào)到長(zhǎng)度一致；
剛性軌道的一側(cè)與坡口中心距離為390mm;
焊槍角度為焊槍始終垂直于管道的中心；
調(diào)整焊絲伸出長(zhǎng)度為10~12mm ;
自動(dòng)焊焊接步驟
進(jìn)行焊前示教，解決制管、機(jī)加、焊接變形、組裝產(chǎn)生的幾何誤差； 多層多道焊時(shí)，始終采用順時(shí)針焊接一周，再逆時(shí)針焊接一周的方法進(jìn) 行焊接；
焊接過程中，可通過控制盒來進(jìn)行焊接規(guī)范的細(xì)微調(diào)節(jié)； 一層焊接完畢后，必須采用碗形鋼絲刷進(jìn)行焊道清理后，再進(jìn)行下一層 的焊接；
填充層最后一道要預(yù)留1 2mm的深度，在進(jìn)行蓋面層的焊接； 蓋面層焊接時(shí)，當(dāng)管壁厚在30mm以下時(shí)，采用單道焊，當(dāng)管壁厚在
30mm以上時(shí)，采用多道焊。。
本發(fā)明主要采用TIG (手工鎢極氬弧焊)進(jìn)行封底(打底)焊接，意在
解決管壁厚度、管口組裝、管道與管件(彎頭、三通等)厚度的誤差造成的
焊接缺陷。采用高效率的C02氣體保護(hù)自動(dòng)焊焊接填充層和蓋面層，提高了
焊接效率和悍接質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，它包括一自動(dòng)焊接機(jī)，其特征在于，該方法包括下列步驟焊接坡口制備步驟自動(dòng)焊焊接坡口采用機(jī)械方法進(jìn)行加工；管道組裝和點(diǎn)固步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道點(diǎn)固；管道封底焊接步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道封底焊接；自動(dòng)焊接機(jī)焊接規(guī)范設(shè)置步驟管道按時(shí)鐘劃分為12個(gè)區(qū)域再進(jìn)行規(guī)范設(shè)置；自動(dòng)焊焊接機(jī)頭安裝步驟；自動(dòng)焊焊接步驟進(jìn)行焊前示教，解決制管、機(jī)加、焊接變形、組裝產(chǎn)生的幾何誤差；多層多道焊時(shí)，始終采用順時(shí)針焊接一周，再逆時(shí)針焊接一周的方法進(jìn)行焊接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法， 其特征在于，所述焊接坡口制備步驟中，管壁厚度小于28mm時(shí)，采用"V" 坡口；當(dāng)管壁厚大于28mm時(shí)，焊接坡口采用開口隨深度增大而階躍增大的 形式。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法， 其特征在于，所述管道組裝和點(diǎn)固步驟中，點(diǎn)固間隙為2.5-3mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法， 其特征在于，所述自動(dòng)焊接機(jī)焊接規(guī)范設(shè)置步驟包括設(shè)定焊接電流第一層起焊點(diǎn)設(shè)定在時(shí)鐘的1~2點(diǎn)之間位置，焊接方向?yàn)轫槙r(shí)針，焊接 電流從起焊點(diǎn)到5點(diǎn)為遞減、5 7點(diǎn)為遞加、7 9點(diǎn)為遞減、9 起焊點(diǎn)為遞 加。第二層起焊點(diǎn)在時(shí)鐘的10 11點(diǎn)之間位置，焊接方向?yàn)槟鏁r(shí)針，焊接電 流從起焊點(diǎn)到7點(diǎn)為遞減、7~5點(diǎn)為遞加、5~3點(diǎn)為遞減、3 起焊點(diǎn)為遞加。 以后各層各道均按以上方法設(shè)定； 設(shè)定電弧電壓隨設(shè)定焊接電流的變化而變化；焊接擺幅設(shè)定，即角擺根據(jù)管道壁厚、熔敷金屬的厚度、焊接層數(shù)、 道數(shù)而決定；設(shè)定在焊縫兩側(cè)停留的時(shí)間單道焊縫焊接時(shí)，兩側(cè)停留時(shí)間一致，管道的上半周停留時(shí)間在2 5秒 之間；下半周停留時(shí)間在5 7秒之間；分道焊時(shí)，在焊縫坡口側(cè)停留時(shí)間要長(zhǎng)1 3秒左右；設(shè)定焊接速度根據(jù)焊接位置、焊接電流來設(shè)定焊接速度；設(shè)定運(yùn)條方式填充層焊接時(shí)選用運(yùn)條方式；蓋面層時(shí)選用鋸齒形或弓形運(yùn)條方式；設(shè)定保護(hù)氣體流量車間內(nèi)焊接時(shí)保護(hù)氣體流量為14 20L/min、野外 焊接時(shí)保護(hù)氣體流量為20~25L/min。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法， 其特征在于，在設(shè)定電流時(shí)，遞增遞減電流在3 5安培。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法， 其特征在于，自動(dòng)悍焊接機(jī)頭安裝步驟包括剛性軌道安裝時(shí)，3對(duì)共6顆互成120。角的固定螺栓必須要調(diào)到長(zhǎng)度一致；剛性軌道的一側(cè)與坡口中心距離為390mm; 焊槍角度為焊槍始終垂直于管道的中心； 調(diào)整焊絲伸出長(zhǎng)度為10 12mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法， 其特征在于，自動(dòng)焊接步驟還包括焊接過程中，可通過控制盒來進(jìn)行焊接規(guī)范的細(xì)微調(diào)節(jié)； 一層焊接完畢后，必須采用碗形鋼絲刷進(jìn)行焊道清理后，再進(jìn)行下一層 的焊接；填充層最后一道要預(yù)留1 2mm的深度，在進(jìn)行蓋面層的焊接； 蓋面層焊接時(shí)，當(dāng)管壁厚在30mm以下時(shí)，采用單道焊，當(dāng)管壁厚在 30mm以上時(shí)，采用多道焊。
全文摘要
本發(fā)明涉及小口徑管道的自動(dòng)焊接方法。一種小口徑管道的二氧化碳全位置自動(dòng)焊接方法，它包括一自動(dòng)焊接機(jī)和下列步驟焊接坡口制備步驟自動(dòng)焊焊接坡口采用機(jī)械方法進(jìn)行加工；管道組裝和點(diǎn)固步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道點(diǎn)固；管道封底焊接步驟采用手工鎢極氬弧焊進(jìn)行管道封底焊接；自動(dòng)焊接機(jī)焊接規(guī)范設(shè)置步驟管道按時(shí)鐘劃分為12個(gè)區(qū)域再進(jìn)行規(guī)范設(shè)置；自動(dòng)焊焊接機(jī)頭安裝步驟；自動(dòng)焊焊接步驟進(jìn)行焊前示教，解決制管、機(jī)加、焊接變形、組裝產(chǎn)生的幾何誤差；多層多道焊時(shí)，始終采用順時(shí)針焊接一周，再逆時(shí)針焊接一周的方法進(jìn)行焊接。本發(fā)明采用TIG封底焊+CO₂自動(dòng)焊的焊接工藝，實(shí)現(xiàn)了小口徑管道全位置自動(dòng)焊接。
文檔編號(hào)B23K9/16GK101618475SQ20081004019
公開日2010年1月6日 申請(qǐng)日期2008年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者江 任 申請(qǐng)人:中冶成工建設(shè)有限公司;中冶成工上海五冶建設(shè)有限公司