專利名稱：焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接口的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及管道對(duì)接接ロ的焊接方法，尤其涉及大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的焊接方法。
背景技術(shù)：
在很多行業(yè)比如核電站建設(shè)及船舶制造等行業(yè)中，以及在進(jìn)行設(shè)備安裝時(shí)比如安裝鍋爐或壓カ容器等設(shè)備吋，都需要對(duì)管徑較大且管壁較厚的不銹鋼管道進(jìn)行對(duì)接，并對(duì)對(duì)接接ロ進(jìn)行焊接以使對(duì)接在一起的兩個(gè)管道連接在一起。目前，在對(duì)大管徑厚壁管道的對(duì)接接ロ進(jìn)行焊接時(shí)，通常采用下述兩種方法ー種 是TIG+SMAW(手工焊TIG, Tungsten Inert Gas Welding,鶴極気弧焊,在此表示為手工鶴極氬弧焊；SMAW，Shield Metallic Arc Welding，焊條電弧焊)，另外ー種是TOCE (窄間隙自動(dòng)焊，TOCE是法語對(duì)窄間隙自動(dòng)焊的簡稱)。TIG+SMAW焊接方法一般只能對(duì)如圖I所示的坡ロ形式的對(duì)接接ロ進(jìn)行焊接，該對(duì)接接ロ的尺寸較大，最大處在45mm左右，且形成該對(duì)接接ロ的待焊接管道的組對(duì)間隙W為I. 0-4. 0mm。在對(duì)這樣的對(duì)接接ロ進(jìn)行焊接時(shí)，先采用TIG方法進(jìn)行打底層(一般為3層)焊接，再采用SMAW方法進(jìn)行填充層、蓋面層的焊接。由于TIG+SMAW焊接方法為手工焊接，且所適用的坡ロ的尺寸較大，TIG+SMAW焊接方法存在如下不足(I)由于坡ロ的整體尺寸較大，需要較多的焊接工作，焊接工作量大；(2)由于整個(gè)焊縫的焊接全部采用人工作業(yè)，受人工因素影響較大，易出現(xiàn)夾渣及氣孔，焊接效果差；(3)由于工作量過大及人工的疲勞因素使得焊接周期較長，焊接周期長。由于TOCE焊接方法為單層單道焊，在進(jìn)行TOCE焊接時(shí)，焊縫的根部寬度的最大值與最小數(shù)值之間的偏差即焊道根部寬度偏差不宣超過0. 5_，最大不得超過1.0_，否則就無法保證焊縫兩壁實(shí)現(xiàn)較好的熔合，所以TOCE焊接方法一般僅適用于如圖2所示的坡ロ形式的對(duì)接接ロ，這種對(duì)接接ロ的尺寸較小，最大處也不到20mm，且形成該對(duì)接接ロ的待焊接管道的組對(duì)間隙W為0-1. Omm,理想值為0mm。在采用TOCE焊接方法對(duì)待焊接管道進(jìn)行焊接就會(huì)存在如下不足(I)當(dāng)待焊接管道的組對(duì)間隙大于I. Omm吋，由于組對(duì)間隙過大而使得焊縫的根部寬度過大，在采用TOCE方法進(jìn)行焊接吋，電弧將集中在待焊接管道的坡ロ的根部鈍邊上，致使坡ロ的根部鈍邊因受熱過大而燒穿，故組對(duì)間隙必須小于I. 0mm，否則無法施焊。由此可見，TOCE焊接方法對(duì)坡ロ組對(duì)精度要求較高，増加了管道對(duì)接的施工難度。(2)由于在預(yù)定采用TOCE焊接方法對(duì)組對(duì)的管道的對(duì)接接ロ進(jìn)行焊接時(shí)，在制造管道時(shí)，通常會(huì)將管道坡ロ設(shè)置為如圖2所示的寬度較小的坡ロ。當(dāng)組對(duì)間隙大于1.0_時(shí)，無法采用TOCE焊接方法進(jìn)行焊接，此時(shí)又由于坡ロ寬度較小，在6. 5-22. Omm左右，手工焊把及施工人員的手臂均無法伸入其中，無法焊接，也就是說這樣的對(duì)接接ロ也不能采用TIG+SMAW方法進(jìn)行焊接，因此，必須更換管道才能繼續(xù)安裝，而重新采購管道，其采購、機(jī)カロ、驗(yàn)收周期至少在半年以上，導(dǎo)致エ期延長，且成本高
發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中TIG+SMAW焊接方法工作量大、焊接效果差及焊接周期長，TOCE焊接方法對(duì)組對(duì)間隙大于I. Omm的對(duì)接接ロ無法施焊進(jìn)而導(dǎo)致エ期延長及成本高的問題，本發(fā)明提出一種焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，所述管道的管徑> 700mm，壁厚> 30mm，該焊接方法包括如下步驟第一歩，試件組對(duì)將兩個(gè)待焊接管道的坡ロ對(duì)接在一起形成對(duì)接接ロ，再在該對(duì)接接ロ內(nèi)設(shè)置點(diǎn)固棒，并將所述點(diǎn)固棒的兩端分別與所述對(duì)接接ロ的兩側(cè)焊接在一起，使這兩個(gè)待焊接管道的相對(duì)位置固定；第二步，背氬保護(hù)先在所述對(duì)接接ロ處的內(nèi)外兩側(cè)分別粘貼至少ー層膠帶，將所述對(duì)接接ロ密封形成充氬裝置，并在位于所述待焊接管道的外壁上的膠帶上開設(shè)進(jìn)氣口和出氣ロ，且所述進(jìn)氣ロ在豎直方向上的高度低于所述出氣ロ在豎直方向上的高度；然后從所述進(jìn)氣ロ向所述充氬裝置內(nèi)充入保護(hù)氣體，將密封在所述充氬裝置內(nèi)的空氣排出到所述充氬裝置的外部；第三歩，TIG打底焊接從所述待焊接管道的內(nèi)部采用TIG焊接方法對(duì)所述對(duì)接接ロ進(jìn)行打底焊接，在焊接過程中將粘貼在所述待焊接管道內(nèi)壁上的膠帶除去并使所述對(duì)接接ロ的坡ロ的根部鈍邊熔透，且焊接電流為72-126A，保護(hù)氣體的流量為10-15L/min ；當(dāng)所述待焊接管道水平對(duì)接時(shí)，以所述對(duì)接接ロ在豎直方向上的最低點(diǎn)為焊接起點(diǎn)向兩側(cè)焊接，并以所述對(duì)接接ロ在豎直方向上的最高點(diǎn)為焊接終點(diǎn)；第四步，TOCE初步填充焊接在打底焊接完成后，從所述待焊接管道的外部采用TOCE焊接方法對(duì)位于所述對(duì)接接口內(nèi)的焊道進(jìn)行初歩填充焊接使所述焊道內(nèi)的熔敷金屬的厚度達(dá)到4. Omm,且在焊接時(shí)將所述待焊接管道外壁上的膠帶除去；所述初步填充焊接采用第一道焊接偏向組對(duì)管道中的一個(gè)待焊接管道的端部，第二道焊接偏向另ー個(gè)待焊接管道的端部的偏離焊接方法焊接以使熔池與所述待焊接管道的端部良好熔合；第五歩，檢測焊道的根部寬度偏差在所述焊道內(nèi)的熔敷金屬的厚度達(dá)到4. Omm后，對(duì)所述焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測；當(dāng)該根部寬度偏差P < I. Omm時(shí)，直接進(jìn)入下ー步驟，對(duì)所述焊道進(jìn)行填充焊接；當(dāng)該根部寬度偏差P > I. Omm時(shí)，先采用TOCE偏離焊接方法進(jìn)行不添絲焊接以對(duì)所述焊道的局部根部寬度進(jìn)行調(diào)整，然后對(duì)所述焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測，若該根部寬度偏差@ < I. 0mm，則停止調(diào)整，進(jìn)入下一步驟；否則采用TOCE偏離焊接方法進(jìn)行添絲焊接繼續(xù)對(duì)所述焊道的根部寬度進(jìn)行調(diào)整，然后對(duì)所述焊的根部寬度偏差進(jìn)行檢測，若該根部寬度偏差P ( 1.0_，則停止調(diào)整，進(jìn)入下一步驟；否則繼續(xù)采用TOCE偏離焊接方法對(duì)所述焊道的根部寬度進(jìn)行調(diào)整，先進(jìn)行不添絲焊接，后進(jìn)行添絲焊接，且每次焊接后均對(duì)所述焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測，直到所述根部寬度偏差P < 1.0mm;第六步，TOCE填充焊接及蓋面焊接采用TOCE焊接方法對(duì)所述焊道進(jìn)行填充焊接，并在填充完成后進(jìn)行蓋面焊接，焊接完成。采用該焊接方法可對(duì)組對(duì)間隙大于I. Omm的對(duì)接接ロ進(jìn)行焊接，降低了管道對(duì)接難度，且只在點(diǎn)固焊接及打底焊接時(shí)采用TIG手工焊接方法焊接，其余焊接工作均采用TOCE自動(dòng)焊接方法焊接，提高了焊接速度及焊接效果，縮短了エ期，并降低了成本。優(yōu)選地,所述保護(hù)氣體為氬氣或氬氦混合氣,且所述氬氦混合氣中的氬氣與氦氣的體積比為3 7。
優(yōu)選地，在該方法的第一歩中，在所述對(duì)接接口內(nèi)設(shè)置6-10個(gè)點(diǎn)固棒，且所述點(diǎn)固棒不設(shè)置在所述對(duì)接接ロ的組對(duì)間隙最大處。這樣，可以避免在打底焊接時(shí)該處焊縫無法收縮。進(jìn)ー步地，采用TIG焊接方法對(duì)所述點(diǎn)固棒進(jìn)行點(diǎn)固，且焊接電流為85-95A，保護(hù)氣體的流量為10-15L/min。優(yōu)選地，在該方法的第二步中，當(dāng)所述待焊接管道水平對(duì)接時(shí)，所述進(jìn)氣ロ位于所述對(duì)接接ロ豎直方向上的最低點(diǎn)，所述出氣ロ位于所述對(duì)接接ロ豎直方向上的最高點(diǎn)；當(dāng)所述對(duì)接接ロ為橫ロ時(shí)，所述進(jìn)氣ロ與所述出氣ロ在所述對(duì)接接口上對(duì)角相向。這樣，由于保護(hù)氣體的比重大于空氣的比重，可將密封在所述對(duì)接接ロ中的空氣全部排出。優(yōu)選地，在進(jìn)行TOCE填充焊接前，TOCE添絲焊接的焊接電流的的峰值范圍為190-230A、基值范圍為90-130A、頻率為I. 8pps、占空比為50%，焊接速度為2. 5-2. 8ipm，焊絲直徑為0. 8mm，送絲速度的峰值范圍為25-50ipm、基值范圍為10_30ipm，保護(hù)氣體的流量范圍為145-165SCF/H，弧壓范圍為9. 0-9. 8V。優(yōu)選地，在該方法的第五步中，在對(duì)所述焊道寬度進(jìn)行調(diào)整吋，TOCE不添絲焊接的焊接電流的峰值范圍為225-230A、基值范圍為125-130A、頻率為I. 8pps、占空比為50%，焊接速度為2. 5-2. 8ipm，保護(hù)氣體的流量范圍為145-165SCF/H，弧壓范圍為9. 5-9. 8V。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中采用TIG+SMAW焊接方法進(jìn)行焊接的對(duì)接接ロ的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中采用TOCE焊接方法進(jìn)行焊接的對(duì)接接ロ的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明采用TIG+T0CE焊接方法進(jìn)行焊接的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式在采用TIG+T0CE焊接方法進(jìn)行焊接時(shí)，可以隨意選取焊接設(shè)備。比如在核電建設(shè)過程中，常選用的焊接設(shè)備為加拿大LIBURDI gold TRACK VI的焊接電源，H型焊接機(jī)頭，H2-FV/H2-F1C3(全位置焊接機(jī)頭)以及直徑為38"(英寸)的機(jī)頭導(dǎo)軌。另外，在進(jìn)行焊接時(shí)，選用惰性氣體作為保護(hù)氣體，比如既可以單獨(dú)選用Ar (氬氣)，也可以選用Ar與He的體積比為37的氬氦混合氣。
采用本發(fā)明方法對(duì)大厚壁管道進(jìn)行焊接時(shí)，工作流程如圖3所示，包括如下步驟第一歩，試件組對(duì)。先將待焊接的兩個(gè)管道相向的坡ロ對(duì)接在一起，然后在由這兩個(gè)坡ロ組對(duì)形成的對(duì)接接口內(nèi)設(shè)置點(diǎn)固棒，同時(shí)使用TIG焊接點(diǎn)固的方法將點(diǎn)固棒的兩端與待焊接的兩個(gè)管道焊接在一起，使待焊接的兩個(gè)管道的相對(duì)位置固定，以便于焊接。在設(shè)置點(diǎn)固棒時(shí)，可根據(jù)待焊接管道的管徑的大小調(diào)整點(diǎn)固棒的數(shù)量，且在坡ロ的組對(duì)間隙最大處不設(shè)置點(diǎn)固棒，以避免在進(jìn)行打底焊接時(shí)該處焊縫無法收縮，致使焊道的根部寬度偏差太大而無法進(jìn)行TOCE焊接。 第二步，背氬保護(hù)。先在待焊接管道的對(duì)接接ロ處的管道外壁和內(nèi)壁上分別粘貼至少一層膠帶，以將該對(duì)接接ロ密封形成充氬裝置，并在位于管道外壁上的膠帶上開設(shè)進(jìn)氣口和出氣ロ，且進(jìn)氣ロ的豎直高度低于出氣ロ的豎直高度。優(yōu)選地，當(dāng)待焊接管道水平對(duì)接時(shí)，進(jìn)氣ロ位于對(duì)接接ロ豎直方向上的最低點(diǎn)，出氣ロ位于對(duì)接接ロ豎直方向上的最高點(diǎn)。由于保護(hù)氣體的比重大于空氣的比重，這樣，在保護(hù)氣體由位于最低點(diǎn)的進(jìn)氣ロ進(jìn)入充氬裝置，將充氬裝置中的空氣從位于最高點(diǎn)的出氣ロ排出時(shí)，充氬裝置中剰余的空氣最少，保護(hù)氣體的含量最高，可避免焊接時(shí)熔池中的金屬被氧化，或出現(xiàn)氣孔，以提高焊接質(zhì)量。當(dāng)然，當(dāng)待焊接管道的對(duì)接接ロ為焊接橫ロ時(shí)，也就是說當(dāng)待焊接管道在豎直方向上對(duì)接時(shí)，出氣ロ在豎直方向上的高度要高于進(jìn)氣ロ在豎直方向上的高度，優(yōu)選地，出氣ロ與進(jìn)氣ロ在對(duì)接接口上對(duì)角相向。然后由施工人員從進(jìn)氣ロ向充氬裝置內(nèi)充入保護(hù)氣體，同時(shí)將其中的空氣排出。第三步，TIG打底焊接。由施工人員在待焊接管道的內(nèi)部用TIG焊接方法對(duì)待焊接管道的對(duì)接接ロ的內(nèi)壁進(jìn)行打底焊接，且在焊接過程中使坡ロ的根部鈍邊熔透。當(dāng)待焊接管道水平對(duì)接時(shí)，采用雙向上式焊接方式進(jìn)行焊接，即以待焊接管道的對(duì)接接ロ在豎直方向上的最低點(diǎn)為焊接起點(diǎn)，沿該點(diǎn)的兩側(cè)向上焊接；當(dāng)待焊接管道在豎直方向上對(duì)接，對(duì)接接ロ為焊接橫ロ即焊縫處于水平位置時(shí)，可以以該焊接橫口上的任意位置為焊接起點(diǎn)。第四步，TOCE初步填充焊接。在打底焊接完成之后，由于整個(gè)熔敷金屬在對(duì)接接口內(nèi)的填充厚度比較小，一般在2. 5-3. 0mm，在進(jìn)行自熔焊接即不添絲焊接時(shí)極易燒穿，所以采用TOCE焊接方法從待焊接管道的外部進(jìn)行偏離焊接，并使熔敷金屬的厚度達(dá)到4. Omm,以避免在進(jìn)行自熔焊接時(shí)焊道被燒穿，并在進(jìn)行TOCE焊接的同時(shí)將所述待焊接管道外壁上的膠帶除去。這里所說的偏離焊接指的是在對(duì)焊道的根部寬度最大的區(qū)域進(jìn)行焊接時(shí)第一道TOCE焊接偏向組對(duì)試件中的A試件端，以保證熔池與A試件端的良好熔合；第二道TOCE焊接偏向B試件端，以保證熔池與B試件端的良好熔合。第五歩，檢測焊道根部寬度偏差。在待焊接的焊道內(nèi)的熔敷金屬的厚度達(dá)到4. Omm后，對(duì)待焊接焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測，當(dāng)該焊道的根部寬度偏差小于或等于I. Omm吋，直接采用TOCE焊接方法對(duì)待焊接焊道進(jìn)行填充焊接；當(dāng)該焊道的根部寬度偏差大于I. Omm時(shí)，采用添絲與不添絲相結(jié)合的TOCE偏離焊接方法對(duì)焊道寬度進(jìn)行調(diào)整，直到該焊道的根部寬度偏差小于或等于I. 0mm。也就是說，當(dāng)焊道的根部寬度偏差大于I. Omm時(shí)，采用TOCE偏離焊接方法先進(jìn)行添絲焊接，然后再進(jìn)行不添絲焊接，以對(duì)焊道的根部寬度進(jìn)行調(diào)整，若焊道的根部寬度偏差小于或等于I. Omm，則停止調(diào)整；若焊道的根部寬度偏差依然大于I. 0_，則繼續(xù)采用TOCE偏離焊接方法先進(jìn)行添絲焊接，再進(jìn)行不添絲焊接對(duì)焊道的寬度進(jìn)行調(diào)整，且每次添絲焊接或不添絲焊接完成后都需要對(duì)焊道的根部寬度進(jìn)行測量，直到焊道的根部寬度偏差小于或等于I. Omm0在對(duì)待焊接的焊道進(jìn)行調(diào)整時(shí)，采用TOCE偏離焊接方式進(jìn)行焊接，其焊接的起弧位置優(yōu)選為焊道根部寬度最大的位置，以使該焊道的根部寬度最大的位置先受熱，進(jìn)而使受熱的局部區(qū)域收縮，以縮小焊道的根部寬度偏差。在對(duì)焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測時(shí)，比如對(duì)水平對(duì)接組對(duì)的管道之間的焊道的根部寬度進(jìn)行檢測時(shí)，通常檢測出該焊道上在豎直方向上的最高點(diǎn)、最低點(diǎn)以及位于這兩個(gè)點(diǎn)之間的中間高度上的兩個(gè)點(diǎn)處的焊道的根部寬度值，比較得出最大寬度值與最小寬度值之間的差即是焊道的根部寬度偏差。當(dāng)然，還可以通過檢測出該焊道上的其他點(diǎn)處的焊道的根部寬度來對(duì)焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測。第六步，TOCE填充焊接及蓋面焊接。
在根部焊道的寬度偏差小于或等于I. Omm后，再進(jìn)行TOCE填充焊接，并在填充完成后進(jìn)行蓋面焊接。下面以具體實(shí)施例來進(jìn)ー步地說明本發(fā)明所提出的焊接方法。實(shí)施例I :對(duì)5G1T/5G2T位置，Cp873x69mm，組對(duì)間隙為3. 49mm焊接試件進(jìn)行焊接焊接試件規(guī)格為(p873x69mm, S卩管徑為873臟，管壁厚度為69臟，材質(zhì)為不銹鋼，牌號(hào)為Z3CN20-09M。焊接中使用的設(shè)備為加拿大LIBURDI GOLDTRACK VI+H 型機(jī)頭(H2-FV/H2-F1C3) +(p38〃導(dǎo)軌。先對(duì)待焊接試件進(jìn)行組對(duì)，并在對(duì)接接口內(nèi)設(shè)置8個(gè)點(diǎn)固棒以使組對(duì)的兩個(gè)試件的相対位置固定，然后再根據(jù)下述各個(gè)步驟中的焊接參數(shù)表進(jìn)行焊接。(I)試件的組對(duì)點(diǎn)固棒的設(shè)置數(shù)量及點(diǎn)固焊接時(shí)的焊接參數(shù)如表1-1所示。表1-1 :
上門一點(diǎn)固棒I 保護(hù)氣體 f焊接電流I焊絲直徑 點(diǎn)固方法-r--
(個(gè)) 種類純度(％) 流量(L/min)(A)(mm)
手工 TIG 焊接 8Ar >99.9910-1585-951.0其中L/min為升/分鐘；A為安培。(2) TIG打底焊接打底焊接時(shí)的焊接參數(shù)如表1-2所示。表ト2焊接方法h-「保護(hù)氣體I,-1體—⑷T焊絲直徑
種類純度(％) 流量(L/min)(mm)
手工 TIG 焊接 Ar>99.9910-1572-1261.6(3)第1、2道TOCE添絲焊接即TOCE初步填充焊接在進(jìn)行初步填充焊接時(shí)，采用“偏離焊接”的方法進(jìn)行TOCE添絲焊接，且焊接參數(shù)如表1-3所示。表1-3
第I道TOCE第2道TOCE
焊接方法 TOCE自動(dòng)焊接TOCE自動(dòng)焊接
種類ArAr
保護(hù)氣體純度(％)>99.999>99.999
流量(SCF/H)145-155145-155
峰值(A)190200
基值(A)90110
焊接電流
脈沖頻率(pps)1.81.8
占空比(％)5050
焊接速度(ipm)2.62.6
焊絲直徑(mm)0.80.8
峰值(ipm)2540
送絲速度---
基值(ipm)1020
弧壓(V)9.09.2其中，SCF/H為標(biāo)準(zhǔn)立方英尺/小時(shí)，且lSCF/H~ 0.472L/min ;pps為脈沖數(shù)/秒；ipm為英寸每分鐘；V為伏特。(4)第一次局部調(diào)整焊道在進(jìn)行局部焊道調(diào)整時(shí)，采用“偏離焊接”方法進(jìn)行局部自熔(不添絲)焊接，且采用TOCE焊接方法進(jìn)行自熔焊接，焊接參數(shù)如表1-4所示。表1-4 第I道第2道
焊接方法TOCE自動(dòng)焊接TOCE自動(dòng)焊接
種類ArAr
保護(hù)氣體---
純度(％)>99.999>99.999
流量(SCF/H)145-155145-155
峰值(A)230230
基值(A)130130
焊接電流---
脈沖頻率(pps)1.81.8
占空比(％)5050
焊接速度(ipm)2.82.8
弧壓(V)9.59.5(5)第3道TOCE添絲焊接在進(jìn)行第3道TOCE添絲焊接吋，焊接參數(shù)如表1_5所示。表1-5 :
第3道TOCE
焊接方法TOCE自動(dòng)焊接
種類Ar
保護(hù)氣體純度(％)>99.999
流量(SCF/H)145-155
峰值(A)230
基值(A)130
焊接電流--
脈沖頻率(pps)1.8
占空比(％)50
焊接速度(ipm)2.8
焊絲直徑(mm)0.8
峰值(ipm)40
送絲速度--
基值(ipm)20
弧壓(V)9.5
(6)第二次局部調(diào)整焊道在進(jìn)行局部焊道調(diào)整時(shí)，采用“偏離焊接”方法進(jìn)行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法進(jìn)行自熔焊接，焊接參數(shù)如表1-6所示。表1-6 :
第3道第4道
焊接方法TOCE自動(dòng)焊接TOCE自動(dòng)焊接
種類ArAr
保護(hù)氣體純度(％)>99.999>99.999
流量(SCF/H)145-155145-155
峰值(A)230230
基值(A)130130
焊接電流---
脈沖頻率(pps)1.81.8
占空比(％)5050
焊接速度(ipm)2.52.5
弧壓(V)9.59.5(7)第4道TOCE添絲焊接在進(jìn)行第4道TOCE添絲焊接時(shí)，焊接參數(shù)如表1_7所示。表1-7 :
第4道TOCE焊接
焊接方法TOCE自動(dòng)焊接
種類Ar
保護(hù)氣體純度(％)>99.999
流量(SCF/H)145-155
峰值(A)230
基值(A)130
焊接電流--
脈沖頻率(p>ps)1.8
占空比(％)50
焊接速度(ipm)2.5
焊絲直徑(mm)0.8
權(quán)利要求
1.一種焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，所述管道的管徑> 700mm，壁厚> 30mm，其特征在于，該焊接方法包括如下步驟 第一步，試件組對(duì) 將兩個(gè)待焊接管道的坡ロ對(duì)接在一起形成對(duì)接接ロ，再在該對(duì)接接口內(nèi)設(shè)置點(diǎn)固棒，并將所述點(diǎn)固棒的兩端分別與所述對(duì)接接ロ的兩側(cè)焊接在一起，使這兩個(gè)待焊接管道的相對(duì)位置固定； 第二步，背IS保護(hù) 先在所述對(duì)接接ロ處的內(nèi)外兩側(cè)分別粘貼至少ー層膠帶，將所述對(duì)接接ロ密封形成充氬裝置，并在位于所述待焊接管道的外壁上的膠帶上開設(shè)進(jìn)氣口和出氣ロ，且所述進(jìn)氣ロ在豎直方向上的高度低于所述出氣ロ在豎直方向上的高度； 然后從所述進(jìn)氣ロ向所述充氬裝置內(nèi)充入保護(hù)氣體，將密封在所述充氬裝置內(nèi)的空氣排出到所述充氬裝置的外部； 第三歩，TIG打底焊接 從所述待焊接管道的內(nèi)部采用TIG焊接方法對(duì)所述對(duì)接接ロ進(jìn)行打底焊接，在焊接過程中將粘貼在所述待焊接管道內(nèi)壁上的膠帶除去并使所述對(duì)接接ロ的坡ロ的根部鈍邊熔透，且焊接電流為72-126A，保護(hù)氣體的流量為10-15L/min ； 當(dāng)所述待焊接管道水平對(duì)接時(shí)，以所述對(duì)接接ロ在豎直方向上的最低點(diǎn)為焊接起點(diǎn)向兩側(cè)焊接，并以所述對(duì)接接ロ在豎直方向上的最高點(diǎn)為焊接終點(diǎn)； 第四步，TOCE初步填充焊接 在打底焊接完成后，從所述待焊接管道的外部采用TOCE焊接方法對(duì)位于所述對(duì)接接口內(nèi)的焊道進(jìn)行初歩填充焊接使所述焊道內(nèi)的熔敷金屬的厚度達(dá)到4. 0_，且在焊接時(shí)將所述待焊接管道外壁上的膠帶除去； 所述初步填充焊接采用第一道焊接偏向組對(duì)管道中的一個(gè)待焊接管道的端部，第二道焊接偏向另ー個(gè)待焊接管道的端部的偏離焊接方法焊接以使熔池與所述待焊接管道的端部良好熔合； 第五歩，檢測焊道的根部寬度偏差 在所述焊道內(nèi)的熔敷金屬的厚度達(dá)到4. Omm后，對(duì)所述焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測； 當(dāng)該根部寬度偏差3 く I. Omm時(shí)，直接進(jìn)入下ー步驟，對(duì)所述焊道進(jìn)行填充焊接；當(dāng)該根部寬度偏差P > I. Omm時(shí)，先采用TOCE偏離焊接方法進(jìn)行不添絲焊接以對(duì)所述焊道的局部根部寬度進(jìn)行調(diào)整，然后對(duì)所述焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測，若該根部寬度偏差0mm，則停止調(diào)整，進(jìn)入下ー步驟；否則采用TOCE偏離焊接方法進(jìn)行添絲焊接繼續(xù)對(duì)所述焊道的根部寬度進(jìn)行調(diào)整，然后對(duì)所述焊的根部寬度偏差進(jìn)行檢測，若該根部寬度偏差@ < I. 0_，則停止調(diào)整，進(jìn)入下一步驟；否則繼續(xù)采用TOCE偏離焊接方法對(duì)所述焊道的根部寬度進(jìn)行調(diào)整，先進(jìn)行不添絲焊接，后進(jìn)行添絲焊接，且每次焊接后均對(duì)所述焊道的根部寬度偏差進(jìn)行檢測，直到所述根部寬度偏差P < 1.0mm; 第六歩，TOCE填充焊接及蓋面焊接 采用TOCE焊接方法對(duì)所述焊道進(jìn)行填充焊接，并在填充完成后進(jìn)行蓋面焊接，焊接完成。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，其特征在于，所述保護(hù)氣體為氬氣或氬氦混合氣，且所述氬氦混合氣中的氬氣與氦氣的體積比為3 I。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，其特征在于，在該方法的第一歩中，在所述對(duì)接接口內(nèi)設(shè)置6-10個(gè)點(diǎn)固棒，且所述點(diǎn)固棒不設(shè)置在所述對(duì)接接ロ的組對(duì)間隙最大處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，其特征在于，采用TIG焊接方法對(duì)所述點(diǎn)固棒進(jìn)行點(diǎn)固，且焊接電流為85-95A，保護(hù)氣體的流量為10-15L/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，其特征在于，在該方法的第二步中，當(dāng)所述待焊接管道水平對(duì)接時(shí)，所述進(jìn)氣ロ位于所述對(duì)接接ロ豎直方向上的最低點(diǎn)，所述出氣ロ位于所述對(duì)接接ロ豎直方向上的最高點(diǎn)；當(dāng)所述對(duì)接接 ロ為橫ロ時(shí)，所述進(jìn)氣ロ與所述出氣ロ在所述對(duì)接接ロ上對(duì)角相向。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，其特征在于，在進(jìn)行TOCE填充焊接前，TOCE添絲焊接的焊接電流的的峰值范圍為190-230A、基值范圍為90-130A、頻率為1.8pps、占空比為50%，焊接速度為2. 5-2. 8ipm，焊絲直徑為0. 8mm，送絲速度的峰值范圍為25-50ipm、基值范圍為10_30ipm，保護(hù)氣體的流量范圍為145-165SCF/H，弧壓范圍為 9. 0-9. 8V。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接ロ的方法，其特征在于，在該方法的第五步中，在對(duì)所述焊道寬度進(jìn)行調(diào)整吋，TOCE不添絲焊接的焊接電流的峰值范圍為225-230A、基值范圍為125-130A、頻率為1.8pps、占空比為50%，焊接速度為2.5-2. 8ipm，保護(hù)氣體的流量范圍為145-165SCF/H，弧壓范圍為9. 5-9. 8V。
全文摘要
本發(fā)明涉及管道對(duì)接接口的焊接方法。為解決現(xiàn)有技術(shù)中TIG+SMAW焊接方法工作量大、焊接效果差及焊接周期長，TOCE焊接方法對(duì)組對(duì)間隙大于1.0mm的對(duì)接接口無法施焊進(jìn)而導(dǎo)致工期延長及成本高的問題，本發(fā)明提出一種焊接大管徑厚壁管道的窄間隙對(duì)接接口的方法，所述管道的管徑＞700mm，壁厚＞30mm，試件組對(duì)，背氬保護(hù)；從待焊接管道內(nèi)壁進(jìn)行TIG打底焊接；TOCE初步填充焊接，并根據(jù)需要對(duì)局部焊道進(jìn)行調(diào)整；TOCE填充焊接及蓋面焊接，焊接完成。采用該焊接方法可對(duì)組對(duì)間隙大于1.0mm的對(duì)接接口進(jìn)行焊接，降低了管道對(duì)接難度，且只在點(diǎn)固焊接及打底焊接時(shí)采用TIG手工焊接方法焊接，其余焊接工作均采用TOCE自動(dòng)焊接方法焊接，提高了焊接速度及焊接效果，縮短了工期，降低了成本。
文檔編號(hào)B23K9/00GK102653022SQ20121015108
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者馮英超, 張偉棟, 曹冬巍, 王海東, 胡廣杰, 韓乃山 申請(qǐng)人:中國核工業(yè)二三建設(shè)有限公司