專利名稱：一種單弧雙絲管道全位置焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及油氣管道焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種單弧雙絲管道全位置焊接方法。
背景技術(shù)：
隨著我國能源工業(yè)的發(fā)展，石油天然氣管道工程建設(shè)又迎來了一次高峰期。中亞、 中哈、中俄、西氣東輸二線、西氣東輸三線、西氣東輸四線等大型管道工程已經(jīng)開工或正在籌劃。現(xiàn)階段，油氣管道焊接已從手工焊接階段過渡到半自動焊、自動焊階段，自動焊的焊接速度快、效率高，操作簡單，降低了焊工的勞動強度。隨著管道自動焊接技術(shù)及設(shè)備在管道施工中的推廣應(yīng)用，全位置自動焊接技術(shù)已在管道施工建設(shè)中成為主流技術(shù)。目前在用的全位置自動焊工藝在施工中易出現(xiàn)焊縫未熔合、夾渣及氣孔等缺陷，尤以焊縫未熔合缺陷為最?，F(xiàn)有的解決方案是根據(jù)現(xiàn)場的檢測結(jié)果，及時調(diào)整焊接參數(shù)以克服焊縫未熔合缺陷。但這種調(diào)整焊接參數(shù)的適應(yīng)范圍窄，對技術(shù)人員的現(xiàn)場調(diào)整水平要求較高。如何確定合理的管道全位置自動焊接工藝參數(shù)及相應(yīng)的焊接方法，以提高管道焊接施工效率，成為了一個亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有全位置管道自動焊過程中焊縫不易熔合及焊接參數(shù)不易調(diào)整等問題，本發(fā)明提供了一種單弧雙絲管道全位置焊接方法，所述方法包括對待焊接的兩管道的管端分別進行坡口加工，并通過管道內(nèi)對口器實現(xiàn)對兩管道坡口處的對口 ；將待焊管口預(yù)熱至50°C以上，設(shè)置單弧雙絲管道全位置自動焊機的焊接工作參數(shù)；利用所述單弧雙絲管道全位置自動焊機對所述待焊管口，由內(nèi)至外分別進行根焊、熱焊、填充焊和蓋面焊，直至焊縫的圓周表面不低于管道外壁表面。所述兩管道對口處的坡口形狀為“U”型。所述單弧雙絲管道全位置自動焊機的焊接工作參數(shù)包括焊接電壓為23 24V， 焊接電流為210 230A，焊絲直徑Φ為I. 0mm，焊接速度為100 150cm/min，混合氣體保護氣的體積百分比為C02/Ar = 60 80/40 20。所述“U”型坡口的參數(shù)包括坡口角度A為5 7度，坡口寬度w為8 10mm， 倒角角度B為60度，倒角高度h為O. 4 O. 6mm,圓弧半徑R為3. 2mm,圓弧過渡寬度q = O. Imm,鈍邊高度e為I. 3 I. 7mm,管口組對錯邊量c < I. 5mm,蓋面焊寬度W1 ^ 12mm。本發(fā)明提供的單弧雙絲管道全位置焊接方法，可實現(xiàn)雙焊絲在同一熔區(qū)的同時熔融，增加了單位時間內(nèi)焊絲的填充量，縮短了焊接時間，提高了焊接速度及機組日焊接環(huán)焊縫的效率。
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圖I是本發(fā)明實施例單弧雙絲管道全位置焊接的管道坡口剖視圖；圖2是本發(fā)明實施例單弧雙絲管道全位置焊接的對口管道坡口剖視圖；圖3是本發(fā)明實施例單弧雙絲管道全位置焊接的對口管道錯邊量示意圖；圖4是本發(fā)明實施例單弧雙絲管道全位置焊接的焊接過程示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明技術(shù)方案作進一步描述。在管道自動焊接工藝中，由于單弧雙絲非旋轉(zhuǎn)管道環(huán)焊縫全位置自動焊機的焊接電流密度高、熔池自然熔寬大，因此可用于解決焊縫中出現(xiàn)的各種缺陷，并且還具有焊接參數(shù)適應(yīng)范圍寬、施工效率高等特點。本發(fā)明實施例使用該自動焊機的焊接工藝，來實現(xiàn)單弧雙絲管道全位置焊接，以解決現(xiàn)有全位置自動焊工藝中出現(xiàn)的焊縫未熔合、夾渣及氣孔等缺陷。下面以壁厚為17. 5mm、直徑為Φ 1016、鋼級彡X70的油氣管道，一臺Φ 1016帶銅襯內(nèi)對口器以及一臺單弧雙絲全位置自動焊機(包含2個焊接小車)為例，來詳細闡述本發(fā)明的具體實施方案，包括以下步驟步驟101，對待焊接的油氣管道I和2的管端分別進行坡口加工，并通過帶銅襯的管道內(nèi)對口器實現(xiàn)兩管道坡口處的無間隙對口，對口管道I和2的錯邊量C彡I. 5_，如圖 I至3所示。單弧雙絲非旋轉(zhuǎn)管道環(huán)焊縫全位置自動焊接工藝要求管道對口無間隙，且對口后坡口寬度w為8 IOmm ;單弧雙絲自動焊接過程中熔池較大，為使焊接時熔渣易浮出， 采用尺寸稍大的圓弧過渡，經(jīng)反復(fù)試驗，選定圓弧半徑為R = 3. 2_ ;結(jié)合單弧雙絲自動焊機的特點及目前全位置焊接工藝常用的坡口角度，經(jīng)試驗選定坡口角度A為5 7度，與選定的半徑為3. 2mm的圓弧相切；為使焊接時熔液能更好地熔透鈍邊部分及易成型，在圓弧與鈍邊的交界處設(shè)定一水平過渡段，其寬度q為O. 1_ ;單弧雙絲自動焊具有寬熔池及深熔性，為使鈍邊很好地被熔透以實現(xiàn)管道內(nèi)面的焊縫成型，經(jīng)試驗確定鈍邊高度e為I. 3
I.7mm;為了很好地實現(xiàn)管道內(nèi)面的焊縫成型，在管道內(nèi)壁管口處設(shè)置倒角，倒角角度B為 60度，倒角高度h為O. 4 O. 6_。圖I中示出的坡口在保證坡口角度與管道無間隙組對坡口寬度在給定的尺寸范圍內(nèi)、坡口直線段與圓弧相切的前提下，鈍邊與圓弧的某一位置相接，且相接處設(shè)定水平過渡段，故而該坡口的圓弧段小于1/4圓。由圖2可以看出，兩管道對口處的坡口形狀為“U”型，這種“U”型坡口特別適用于單弧雙絲全位置自動焊接技術(shù)，并且與目前全位置自動焊接普遍采用的坡口形式相比，焊接坡口所需的填充容積有所減少， 從而縮短了焊接所需時間，提高了管道環(huán)焊縫日焊接的效率。步驟102，將管道I和管道2的管口預(yù)熱至50°C以上，設(shè)置單弧雙絲管道全位置自動焊機的焊接工作參數(shù)。焊接工作參數(shù)包括焊接電壓為23 24V，焊接電流為210 230A，焊絲直徑Φ為I. 0mm，焊接速度為100 150cm/min，混合氣體保護氣的體積百分比為C02/Ar = 60 80/40 20。在焊接過程中，單弧雙絲管道全位置自動焊機所使用的混合保護氣體可以但不限于是CO2和Ar，還可以使用其他保護氣體，例如CO2和02。通常情況下，為了使鈍邊更好的熔透以達到管道內(nèi)焊縫最佳的成型效果，可使用較大的焊接電流及 CO2所占比例較大的混合氣體保護氣。在本實施例中，單弧雙絲管道全位置自動焊機配備有 4臺奧地利福尼斯生產(chǎn)的TPS3200型專用焊接電源。步驟103，利用單弧雙絲管道全位置自動焊機對“U”型坡口，由內(nèi)至外分別進行根3/3頁
焊、熱焊、填充焊和蓋面焊，直至“U”型坡口處的圓周表面不低于管道外壁表面。如圖4所示，在設(shè)置好單弧雙絲管道全位置自動焊機的工作參數(shù)后，就可對組對后的管道1、2進行根焊3，待單弧雙絲全位置管道自動焊機沿管道圓周焊接一周后停止，根焊成型后對其清根，確保清根質(zhì)量；根焊完畢后，繼而按順序進行熱焊4、填充焊5和蓋面焊6，焊前均先按照不同焊層設(shè)定的工藝參數(shù)進行焊接參數(shù)的設(shè)置，并且焊后均應(yīng)清渣，以求良好的焊接效果。其中，根焊、熱焊、填充焊和蓋面焊的焊接參數(shù)均為焊接電壓為23 24V，焊接電流為 210 230A，焊絲直徑Φ為I. 0mm，焊接速度為100 150cm/min，混合氣體保護氣的體積百分比為C02/Ar = 60 80/40 20。焊接小車上的焊槍的調(diào)整范圍上下調(diào)整、左右調(diào)整均為± 50mm，角度調(diào)整為O 10度。在整個焊接過程中，單弧雙絲管道全位置自動焊機的焊接參數(shù)控制系統(tǒng)對焊點分布值時時測控，并經(jīng)過分段插值計算對焊接速度作適時調(diào)整， 以使焊接效果更佳；焊接速度由根焊至蓋面焊逐漸變慢，因為根焊處坡口窄、需要的填充量小，所以焊接速度可適當(dāng)調(diào)快；而由熱焊至蓋面焊，坡口寬度逐漸增大、填充量亦相對增大， 為保證良好的填充效果，焊接速度應(yīng)根據(jù)具體情況與要求適當(dāng)減慢。此外，填充焊分多次進行，直到焊面高度與管道外表面間的距離差為1-2_時停止；蓋面焊可一次或多次完成，蓋面焊寬度W1 ^ 12mm。本實施例提供的單弧雙絲管道全位置焊接方法，可實現(xiàn)雙焊絲在同一熔區(qū)的同時熔融，增加了單位時間內(nèi)焊絲的填充量，縮短了焊接時間，提高了焊接速度及機組日焊接環(huán)焊縫的效率，使得單弧雙絲管道全位置自動焊的焊接效率比現(xiàn)有單焊炬管道全位置自動焊的焊接效率提高了 15%，焊接一次合格率提高1-2%，達到97%以上。以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種單弧雙絲管道全位置焊接方法，其特征在于，所述方法包括對待焊接的兩管道的管端分別進行坡口加工，并通過管道內(nèi)對口器實現(xiàn)對兩管道坡口處的對口 ；將待焊管口預(yù)熱至50°c以上，設(shè)置單弧雙絲管道全位置自動焊機的焊接工作參數(shù)；利用所述單弧雙絲管道全位置自動焊機對所述待焊管口，由內(nèi)至外分別進行根焊、熱焊、填充焊和蓋面焊， 直至焊縫的圓周表面不低于管道外壁表面。
2.如權(quán)利要求I所述的單弧雙絲管道全位置焊接方法，其特征在于，所述兩管道對口處的坡口形狀為“U”型。
3.如權(quán)利要求2所述的單弧雙絲管道全位置焊接方法，其特征在于，所述單弧雙絲管道全位置自動焊機的焊接工作參數(shù)包括焊接電壓為23 24V，焊接電流為210 230A，焊絲直徑Φ為I. Omm,焊接速度為100 150cm/min,混合氣體保護氣的體積百分比為C02/Ar =60 80/40 20。
4.如權(quán)利要求3所述的單弧雙絲管道全位置焊接方法，其特征在于，所述“U”型坡口的參數(shù)包括坡口角度A為5 7度，坡口寬度w為8 10mm，倒角角度B為60度，倒角高度h為O. 4 O. 6mm，圓弧半徑R為3. 2mm,圓弧過渡寬度q = O. Imm,鈍邊高度e為I. 3 1.7mm，管口組對錯邊量c彡I. 5mm，蓋面焊寬度wl彡12mm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種單弧雙絲管道全位置焊接方法，屬于油氣管道焊接技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括對待焊接的兩管道的管端分別進行坡口加工，并通過管道內(nèi)對口器實現(xiàn)對兩管道坡口處的對口；將待焊管口預(yù)熱至50℃以上，設(shè)置單弧雙絲管道全位置自動焊機的焊接工作參數(shù)；利用單弧雙絲管道全位置自動焊機對待焊管口，由內(nèi)至外分別進行根焊、熱焊、填充焊和蓋面焊，直至焊縫的圓周表面不低于管道外壁表面。本發(fā)明提供的單弧雙絲管道全位置焊接方法，可實現(xiàn)雙焊絲在同一熔區(qū)的同時熔融，增加了單位時間內(nèi)焊絲的填充量，縮短了焊接時間，提高了焊接速度及機組日焊接環(huán)焊縫的效率。
文檔編號B23K9/028GK102581432SQ20121006525
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月13日
發(fā)明者尹鐵, 張建平, 張毅, 張連宇, 張鋒, 王長江, 胡立新, 趙磊, 馬志峰 申請人:中國石油天然氣管道局, 中國石油天然氣集團公司