管道焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種管道焊接方法包括：焊前準備，將所有管材按照間隙要求兩兩組對，并按照坡口角度要求加工管材的坡口；焊條和電流的選擇，根據(jù)管材的直徑、管壁的厚度和對焊接的熟練程度，選擇合適的焊條和電流；利用氬弧焊進行打底焊接；采用電焊罩面大電流斷弧焊接方法進行填充和蓋面的焊接。所述斷弧焊焊接方法由于對焊接順序、焊接電流、焊條角度、起弧點和收弧點的控制，能夠有效的提高管道焊接的合格率。
【專利說明】管道焊接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接方法，更加具體地，特別涉及一種管道焊接方法。
【背景技術】
[0002]取暖是冬季不可或缺的部分，現(xiàn)在城市中普遍采用鍋爐取暖，焊接是鍋爐質量的重要組成部分，焊接質量的好壞直接關系鍋爐管受熱面使用壽命的長短。現(xiàn)有技術中，常采用取氬弧焊打底、電焊罩面的連續(xù)焊焊接方法，即以橫向擺動的手法將每一根焊條不斷弧的焊接方式，圖1為現(xiàn)有技術連續(xù)焊焊接方法的示意圖，焊接順序為從仰焊位置Yi經由某一立焊位置L2后到達平焊位置P1，然后，再重新從仰焊位置Yl經由另一立焊位置LI后到達平焊位置Pl，這種焊接方法主要存在以下幾個缺點:
[0003]第一，連續(xù)焊接時焊件需要電弧預熱；在每個引弧點時，焊件屬于正常溫度，需要重新利用電弧預熱焊件，焊件預熱時空氣容易侵入焊縫，出現(xiàn)夾渣和氣孔等缺陷；
[0004]第二，在圖1所示的仰焊位置Yl到立焊位置LI或L2之間的圓弧段中心處的仰爬坡位置、以及立焊位置Pl到平焊位置Pl之間的圓弧段中心處的立爬坡位置的附近，隨著焊縫溫度的升高容易出現(xiàn)內凹或者下垂甚至形成焊瘤。
[0005]第三，在圖1所示的平焊位置Pl附近，焊縫溫度不斷升高，焊縫溫度不易控制，容易出現(xiàn)焊縫寬窄不一致。
[0006]第四，在立焊位置L1、L2收弧和接頭時，焊條角度轉換快，焊縫溫度過于集中，容易出現(xiàn)熔池和藥皮脫離，藥皮起不到保護作用導致空氣中氧氣侵入出現(xiàn)層間點夾渣、線夾渣、氣孔、針狀、柱狀、密集氣孔等超標缺陷。
[0007]第五，在上述連續(xù)焊接過程中，由于連續(xù)焊的熔寬在1.5mm左右，余高在0.7-1.5_左右，所以需要焊條多，因此增加了焊接接頭，容易出現(xiàn)焊接外觀缺陷。
[0008]由于連續(xù)焊接方法存在上述缺點，所以鍋爐本體管道焊接在經過X射線檢測焊縫的內部缺陷，例如焊溜、氣孔、夾渣等，低合金焊口檢測合格率是百分之五十，碳鋼焊口是百分之二十五，碳鋼焊口占鍋爐總焊口四分之三還要多，所以采用上述焊法，鍋爐本體管道焊接的合格率很低，導致材料浪費、工作效率低、焊接速度慢，以及人工費用增加。

【發(fā)明內容】

[0009]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術中存在的上述技術問題而做出，其目的在于提供一種能夠有效提高管道焊接的合格率的管道焊接方法。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的管道焊接方法，其包括:焊前準備步驟，將所有管材按照間隙要求兩兩組對，并按照坡口角度要求加工管材的坡口 ；焊條和電流的選擇的步驟，根據(jù)管材的直徑、管壁的厚度和對焊接的熟練程度，選擇合適的焊條和電流；利用氬弧焊進行打底焊接的步驟；采用電焊罩面大電流斷弧焊接方法進行填充和蓋面的焊接的步驟，其包括上半部焊接工序和下半部焊接工序，經過管材軸心的水平線的兩個端點位置分別為第一立焊位置和第二立焊位置，經過管材軸心的垂直線的上端點為平焊位置、下端點為仰焊位置，所述平焊位置位于上半部，所述仰焊位置位于下半部，在所述下半部焊接工序中，所有管材首先統(tǒng)一進行從所述仰焊位置到所述第一立焊位置和第二立焊位置中的某一個立焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接，再進行從所述仰焊位置到所述第一立焊位置和第二立焊位置中的另一個立焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接；在所述上半部焊接工序中，首先進行從所述第一立焊位置和第二立焊位置中的某一個立焊位置到所述平焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接，再進行從所述第一立焊位置和第二立焊位置中的另一個立焊位置到所述平焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接。
[0011]此外，優(yōu)選地，在上述焊接方法中，在所述任一個1/4圓弧區(qū)段的焊接過程中，在所述1/4圓弧區(qū)段的打底焊道上的規(guī)定起弧點進行起弧，溶合氬弧焊打底剩余坡口的1/3形成熔池，之后，在形成熔池的2/3處收弧，形成收弧斜坡，在所述收弧斜坡上的收弧處前
5-10mm處引弧至熔合氬弧焊打底剩余坡口的2/3處形成第二熔池后，在第二熔池的1/3處收弧，形成收弧斜坡，在收弧斜坡上的收弧處前5-10mm處引弧至熔合坡口超過母材的
0.5-lmm形成第三熔池后，在所述圓弧區(qū)段的打底焊道上的另一點收弧。
[0012]有益效果
[0013]本發(fā)明所述電焊罩面大電流斷弧焊焊接方法，引弧不用提前預熱，避免空氣侵入，有效預防焊接缺陷；三點引弧三點收弧的斷弧焊焊接方法能夠有效控制焊縫溫度過于集中而產生的收縮孔和夾渣，并且能夠保持每一個熔池重疊，使焊縫余高基本一樣；斷弧焊焊法的熔深能力比連續(xù)焊法的熔覆效率都高，所以焊接過程中接頭少；在焊接過程中據(jù)焊接位置不同適當調節(jié)焊接頻率和焊條角度，所以能夠保持到平焊位置焊縫寬窄一致。綜上所述，采用本發(fā)明所述電焊罩面大電流斷弧焊焊接方法焊接鍋爐本體管道，由于對焊接順序、焊接電流、焊條角度、起弧點和收弧點的控制，能夠有效的提高管道焊接的合格率，經過X射線檢測焊縫的內部缺陷，管道焊接的合格率在95%以上，熟練焊工焊接的管道合格率能夠達到100%。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]通過參考以下結合附圖的說明及權利要求書的內容，本發(fā)明的其它目的及結果將更加明白及易于理解。在附圖中:
[0015]圖1是現(xiàn)有技術連續(xù)焊焊接方法的示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明兩根管材放置待焊位置的示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明斷弧焊焊接方法的示意圖；
【具體實施方式】
[0018]在下面的描述中，出于說明的目的，為了提供對一個或多個實施例的全面理解，闡述了許多具體細節(jié)。然而，很明顯，也可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實現(xiàn)這些實施例。在其它例子中，為了便于描述一個或多個實施例，公知的結構和設備以方框圖的形式示出。
[0019]結合附圖及實例對本發(fā)明的電焊罩面大電流斷弧焊接方法加以說明。
[0020]本發(fā)明的電焊罩面大電流斷弧焊接方法包括以下步驟:
[0021](I)焊前準備的步驟，搭接放置管材的鋼平臺，在鋼平臺上對需要焊接的所有管材進行組對，具體地，如圖2所示，在諸如管材I和管材2的每對管材的切口端面加工上坡口和下坡口，所述坡口角度在60° ±5°范圍內，鈍邊為0.5-1111111;將破口兩側10-20111111范圍內的雜質清除干凈，露出金屬光澤；利用卡具將兩管材進行組對，仰焊位置Yl的組對的間隙在2.5-3.0mm范圍內，由于平焊位置Pl處管材收縮率較大，所以平焊位置Pl的組對間隙應當大于仰焊位置Yl的組對間隙，優(yōu)選地，平焊位置Pl的組對間隙比仰焊位置Yl處的組對間隙大0.5-lmm。優(yōu)選地，兩管材的坡口角度之和為60 °，方便焊條的運條和坡口的焊接。
[0022](2)焊條和焊接電流的選擇的步驟，斷弧焊的電流應當在平焊電流±15A的范圍內，根據(jù)管材的直徑和管壁的厚度，選擇合適的焊條和電流，大直徑厚壁管材選擇較大的焊接電流，并且根據(jù)焊接熟練程度不同，選擇斷弧焊的電流不同，熟練掌握焊接的焊工，為了加快焊接速度和減少焊接缺陷，采用的斷弧焊電流應當大于平焊電流，并且不大于平焊電流+15A，新手焊工，焊接速度慢，采用較大電流時，容易出現(xiàn)熔池過大甚至熔穿管材的問題，所以采用的斷弧焊電流應當不大于平焊電流，并且不小于平焊電流-15A，例如，Φ51*3.5mm(管材直徑*管材皮厚)的管材，選擇Φ2.5mm焊條是、平焊電流為90A，熟練焊工采用的斷弧焊電流在90A至105A范圍內，新手焊工采用的斷弧焊電流在75A至90A的范圍內。
[0023](3)利用氬弧焊進行打底焊接的步驟，即采用氬氣對焊縫金屬進行保護，在坡口根部形成打底焊道。
[0024](4)采用電焊罩面大電流斷弧焊接方法進行填充和電弧焊蓋面的步驟，具體地，將所有兩兩組裝的管材，焊接過程分為下半部焊接工序和上半部焊接工序。如圖3所示，設管材坡口經過管材軸心的水平線的兩個端點位置分別為第一立焊位置LI和第二立焊位置L2，垂直線的上端點為平焊位置P1，下端點為仰焊位置Y1，以管材的水平軸線為界限，平焊位置Pl位于上半部，仰焊位置Yl位于下半部?？梢韵群赶掳氩炕蛘呱习氩浚瑘D中箭頭方向為焊接方向。例如，一共有i對管材，對i對管材的下半部進行焊接，先從第一對管材至第i對管材先進行仰焊位置Yl到第二立焊位置L2的順時針方向的焊接，再從第i對管材至第一對管材進行仰焊位置Yl到第一立焊位置LI逆時針焊接方向的焊接，雖然上述對下半部的焊接是先順時針方向、再逆時針方向的順序，但是本發(fā)明并不限于此，也可以先進行逆時針方向的焊接、再進行順時針方向的焊接；焊接完下半部后進行上半部焊接，上半部焊接與下半部焊接類似，順時針焊接方向是第二立焊位置L2到平焊位置P1，逆時針焊接方向是第一立焊位置LI到平焊位置Pl。
[0025]以一對管材的焊接過程為例，其焊接方向和焊接順序:從仰焊位置Yl朝第二立焊位置L2進行順時針焊接，再從仰焊位置Yl到第一立焊位置LI進行逆時針焊接，然后從第一立焊位置LI朝平焊位置Pl進行逆時針焊接，最后從第二立焊位置L2朝平焊位置Pl進行順時針焊接。下面，以上述焊接過程為例，說明采用電焊罩面大電流斷弧焊接方法進行填充和電弧焊蓋面方法的主要步驟。
[0026]首先，焊接仰焊位置Yl到第二立焊位置L2的1/4圓弧區(qū)段時，從距離仰焊位置Yl右側5-10mm處的Dl點起弧，焊條位于Dl點且與焊接方向的夾角在70° -85°范圍內，當焊條到達仰爬坡位置YP附近時，例如該1/4圓弧區(qū)段的約1/3?2/3長度范圍時，由于熔池有自然下墜的現(xiàn)象，加快焊接頻率，增加焊條與焊接方向的夾角，減少鐵水量的增加。優(yōu)選地，在諸如該1/4圓弧區(qū)段的約1/3?2/3長度范圍內的仰爬坡位置YP附近時，焊條與焊接方向的夾角增加3° -5°。優(yōu)選地，在仰爬坡位置YP附近時，焊條與焊接方向的夾角為90°。焊過仰爬坡位置YP附近后，焊條與焊接方向的夾角重新回到70° -85°范圍內，直至達到Cl點位置收弧，Cl點位置為圖3中第二立焊位置L2上側5-10mm處。
[0027]進行仰焊位置Yl到第二立焊位置L2焊接時，可采用三點起弧和三點收弧的斷弧焊焊接方法，即在打底焊道Dl點起弧后，溶合氬弧焊打底剩余坡口的1/3形成熔池后，在形成熔池的2/3處收弧，形成收弧斜坡，在收弧斜坡上的收弧處前5-10mm處引弧至熔合氬弧焊打底剩余坡口的2/3處形成第二熔池后，在第二熔池的1/3處收弧，形成收弧斜坡，在收弧斜坡上的收弧處前5-10mm處引弧至熔合坡口超過母材的0.5_lmm形成第三熔池后,在打底焊道上Cl點位置收弧。在上述三點起弧和三點收弧附近，焊接前進方向步伐比其他部分的步伐大，優(yōu)選地，在三點起弧和三點斷弧附近的步伐在5-10mm，其他部分的步伐根據(jù)焊接長度確定，一般為0.5-lmm。按照上述位置起弧和收弧，能夠保持每一個熔池重疊，使焊縫余高基本一樣，余高約為0.2-0.3mm。
[0028]仰焊位置Yl到第二立焊位置L2的焊接完成后，進行仰焊位置Yl到第一立焊位置LI的焊接，在仰焊位置Yl左側5-10mm的Jl點起弧，拉長電弧看清仰焊位置Yl到第二立焊位置L2的焊縫寬度后，立即回移到Jl點，壓低電弧，依靠電弧吹里形成熔池寬度和仰焊位置Yl到第二立焊位置L2的焊縫寬度一致后，轉入正常焊接，向前移動，當?shù)竭_仰焊位置Yl到第一立焊位置LI的仰爬坡位置YP附近，例如該1/4圓弧區(qū)段的1/3?2/3長度范圍時，增加焊條與焊接方向的夾角，加快焊接速度，直至達到C2點收弧。從仰焊位置Yl到第一立焊位置LI的焊接也可以采用與仰焊位置Yl到第二立焊位置L2的焊接方法相同的三點起弧和三點收弧的斷弧焊焊法。
[0029]完成從仰焊位置Yl到第一立焊位置LI的焊接后，進行第一立焊位置LI到平焊位置Pl的焊接，起弧點為J2、即第一立焊位置LI下側約5-10mm處，收弧點為C3、即平焊位置Pl左側約5-10mm處，焊接方法類似從仰焊位置Yl到第一立焊位置LI的焊接，不同之處在于，到達平焊位置Pl附近時，焊條與焊接方向的夾角要增大，與仰爬坡位置YP附近和立爬坡位置LP附近的角度相同，優(yōu)選地，平焊位置Pl附近的焊條與焊接方向的夾角為90°。
[0030]完成第一立焊位置LI到平焊位置Pl的焊接后，進行第二立焊位置L2到平焊位置Pl的焊接，起弧點為J3、即第二立焊位置L2下側約5-10mm處，收弧點為C4、即平焊位置Pl右側約5-10mm處，焊接方法類與從第一立焊位置LI到平焊位置Pl的焊接方法相同。
[0031]盡管前面公開的內容示出了本發(fā)明的示例性實施例，但是應當注意，在不背離權利要求限定的本發(fā)明范圍的前提下，可以進行多種改變和修改。這里描述的發(fā)明實施例所述的方法權利要求的功能、步驟和/或動作不需以任何特定順序執(zhí)行。此外，盡管本發(fā)明的元素可以以個體形式描述或要求，但是也可以設想多個，除非明確限制為單數(shù)。
【權利要求】
1.一種管道焊接方法，包括: 焊前準備步驟，將所有管材按照間隙要求兩兩組對，并按照坡口角度要求加工管材的坡口 ； 焊條和電流的選擇的步驟，根據(jù)管材的直徑、管壁的厚度和對焊接的熟練程度，選擇合適的焊條和電流； 利用氬弧焊進行打底焊接的步驟； 采用電焊罩面大電流斷弧焊接方法進行填充和蓋面的焊接的步驟，其包括上半部焊接工序和下半部焊接工序，經過管材軸心的水平線的兩個端點位置分別為第一立焊位置和第二立焊位置，經過管材軸心的垂直線的上端點為平焊位置、下端點為仰焊位置，所述平焊位置位于上半部，所述仰焊位置位于下半部，在所述下半部焊接工序中，所有管材首先統(tǒng)一進行從所述仰焊位置到所述第一立焊位置和第二立焊位置中的某一個立焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接，再進行從所述仰焊位置到所述第一立焊位置和第二立焊位置中的另一個立焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接；在所述上半部焊接工序中，首先進行從所述第一立焊位置和第二立焊位置中的某一個立焊位置到所述平焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接，再進行從所述第一立焊位置和第二立焊位置中的另一個立焊位置到所述平焊位置的1/4圓弧區(qū)段的焊接。
2.根據(jù)權利 要求1所述的管道焊接方法，其特征在于， 在所述任一個1/4圓弧區(qū)段的焊接過程中，在所述1/4圓弧區(qū)段的打底焊道上的規(guī)定起弧點進行起弧，溶合氬弧焊打底剩余坡口的1/3形成熔池，之后，在形成熔池的2/3處收弧，形成收弧斜坡，在所述收弧斜坡上的收弧處前5-10mm處引弧至熔合氬弧焊打底剩余坡口的2/3處形成第二熔池后，在第二熔池的1/3處收弧，形成收弧斜坡，在收弧斜坡上的收弧處前5-10mm處引弧至熔合坡口超過母材的0.5_lmm形成第三熔池后，在所述圓弧區(qū)段的打底焊道上的另一點收弧。
3.根據(jù)權利要求1所述的管道焊接方法，其中，在所述起弧和收弧的地方沿焊接前進方向的焊接步伐在5-10mm范圍內。
4.根據(jù)權利要求1所述的管道焊接方法，其中，在所述填充和蓋面焊接的過程中，除了立爬坡位置、仰爬坡位置和平焊位置附近以外，焊條與焊接方向的夾角在70° -85°范圍內。
5.根據(jù)權利要求4所述的管道焊接方法，其中，在所述立爬坡位置、仰爬坡位置和平焊位置的附近，焊條與焊接方向的夾角需增加3° -5°。
6.根據(jù)權利要求4所述的管道焊接方法，其中，在所述立爬坡位置、仰爬坡位置和平焊位置的附近，焊條與焊接方向的夾角為90°。
7.根據(jù)權利要求1所述的管道焊接方法，其中，在所述焊接過程中，根據(jù)焊接位置不同調節(jié)焊接頻率，在所述立爬坡位置、仰爬坡位置和平焊位置附近加快焊接頻率。
8.根據(jù)權利要求1所述的焊接方法，其中，所述坡口角度在60°±5°范圍內。
【文檔編號】B23K9/235GK104014909SQ201410289405
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權日:2014年6月24日
【發(fā)明者】成鵬 申請人:中國華冶科工集團有限公司