專利名稱：一種金屬管件的焊接方法和金屬管件焊接組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬管道焊接連接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬管件的焊接方法以及采用該方法制成的金屬管件焊接組件。
背景技術(shù)：
金屬管道連接方式中最安全、最可靠的連接方法無疑是焊接連接。但現(xiàn)有的幾種連接方式例如承插式焊接連接或?qū)雍附舆B接方式都有一定的缺陷，尤其是對于薄壁不銹鋼管的焊接。承插式焊接連接方式是將一個待焊管件的焊接端插入另一個待焊管件焊接端的管腔后進(jìn)行焊接，見圖1所示，具有以下不足之處(1)連接強(qiáng)度較低；承插式焊接連接為搭接連接，其焊縫為填角焊縫，所受的工作應(yīng)力為切剪應(yīng)力，按許用強(qiáng)度計(jì)算方法，且角焊縫的有效承載面積為角焊縫有效面積的0. 707倍，因此搭接焊縫設(shè)計(jì)時，需雙側(cè)焊接才能使焊縫強(qiáng)度與構(gòu)件(一般是管子A與接頭管件B)等強(qiáng)度。而管子與管件的承插連接，在實(shí)際施工中，只能在管件一側(cè)端實(shí)施單側(cè)焊接，插入管件的管子所在端無法焊接，故承插式連接接頭的焊縫強(qiáng)度只能達(dá)到管道強(qiáng)度的50%。( 焊接難度較大，易焊穿管壁，管內(nèi)必須充氣保護(hù)，承插式焊接，由于插入管件的管子，管壁較薄，當(dāng)焊接時，必須使管件端口熔化，方能形成有效的角焊縫，而管件端受插入管子散熱的影響，需有較大的熱輸入才能形成熔池，管子的管壁較薄，極易過熱被燒穿，如果熱輸入較小，管件端部會融合不良，所以操作難度較大。如果對每個焊接口施加充氣保護(hù)，施工現(xiàn)場條件有限，十分困難，工作強(qiáng)度較大，工作效率十分低下。對接焊接連接方式將兩個待焊管件直接對接后進(jìn)行焊接，見圖2所示，具有以下不足之處對接焊接的管子A端口外徑與管件B外徑相同，焊接另用填料焊接，焊接時，連接口的內(nèi)側(cè)如果不加氣體保護(hù)，焊縫外極易由于焊接溫度過熱而出現(xiàn)管內(nèi)焊縫處“掛瘤”(熔瘤)，影響使用壽命。如果溫度過低沒有焊透，焊縫連接處的兩側(cè)管壁未完全連接，影響使用質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種有效提高焊接效果的金屬管件的焊接方法。本發(fā)明另一個目的是提供一種焊縫強(qiáng)度較高的金屬管件焊接組件。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第一個目的的技術(shù)方案是一種金屬管件的焊接方法，包括以下步驟①把一個襯管的一端插入到一個待焊管件焊接端的管腔中，并使得該襯管的另一端伸出該待焊管件焊接端；②把襯管伸出該待焊管件焊接端的部分管體插入到另一個待焊管件焊接端的管腔中，并使該兩個待焊管件的焊接端對接以形成待焊接縫；③在待焊接縫處進(jìn)行焊接使其形成熔融區(qū)從而使兩待焊管件的焊接端相連。
上述技術(shù)方案中，上述步驟①中，所述襯管通過緊配方式或者壓接方式或者膠粘方式固定在待焊管件的管腔中。上述技術(shù)方案中，所述襯管的外壁與其所在待焊管件管腔的內(nèi)壁之間的間隙小于 1毫米；所述襯管插入各待焊管件焊接端管腔的長度大于等于熔融區(qū)的軸向長度；所述襯管區(qū)的壁厚大于等于0.3毫米。上述技術(shù)方案中，所述襯管的外壁與其所在待焊管件管腔的內(nèi)壁之間的間隙小于 0. 5毫米；所述襯管區(qū)的壁厚大于等于0. 5毫米。上述技術(shù)方案中，所述兩待焊管件焊接端的徑向截面相同時，所述襯管是等外徑圓管；所述兩待焊管件焊接端處管腔的內(nèi)徑不同時，所述襯管是兩端管體與各自所在待焊管件管腔相配合的異徑管。上述技術(shù)方案中，所述待焊接縫的軸向截面形狀是與待焊管件中心軸線相垂直的直線狀、或是與待焊管件中心軸線成一夾角的斜線狀、或是弧線狀、或是V字形狀、或是半圓形狀、或是半橢圓形狀；所述待焊管件是薄壁不銹鋼管。上述技術(shù)方案中，至少一個待焊管件焊接端的內(nèi)壁上設(shè)有凸起的限位凸臺，所述襯管插入該待焊管件焊接端管腔的一端抵接在該限位凸臺上。上述技術(shù)方案中，所述兩待焊管件焊接端的內(nèi)壁上均設(shè)有凸起的限位凸臺，兩待焊管件對接形成待焊接縫后，所述襯管位于兩限位凸臺之間。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明第二個目的的技術(shù)方案是一種金屬管件焊接組件，包括兩被焊管件， 其特征在于還包括襯管，所述襯管的兩端各自插入一個被焊管件焊接端的管腔中，所述兩被焊管件焊接端對接處具有通過焊接處理形成的熔融區(qū)。上述技術(shù)方案中，所述襯管通過緊配方式或者壓接方式或者膠粘方式或者熔焊方式固定在被焊管件的管腔中。上述技術(shù)方案中，至少一個被焊管件焊接端的內(nèi)壁上設(shè)有凸起的限位凸臺，所述襯管插入該被焊管件焊接端管腔的一端抵接在該限位凸臺上。上述技術(shù)方案中，所述兩被焊管件焊接端的內(nèi)壁上均設(shè)有凸起的限位凸臺，所述襯管位于兩限位凸臺之間。上述技術(shù)方案中，所述襯管的外壁與其所在被焊管件管腔的內(nèi)壁之間的間隙小于 1毫米；所述襯管插入各被焊管件焊接端管腔的長度大于等于熔融區(qū)的軸向長度；所述襯管區(qū)的壁厚大于等于0.3毫米。上述技術(shù)方案中，所述襯管的外壁與其所在被焊管件管腔的內(nèi)壁之間的間隙小于 0. 5毫米；所述襯管區(qū)的壁厚大于等于0. 5毫米。上述技術(shù)方案中，所述兩被焊管件焊接端的徑向截面相同時，所述襯管是等外徑圓管；所述兩被焊管件焊接端處管腔的內(nèi)徑不同時，所述襯管是兩端管體與各自所在被焊管件管腔相配合的異徑管。上述技術(shù)方案中，所述待焊接縫的軸向截面形狀是與被焊管件中心軸線相垂直的直線狀、或是與被焊管件中心軸線成一夾角的斜線狀、或是弧線狀、或是V字形狀、或是半圓形狀、或是半橢圓形狀；所述被焊管件是薄壁不銹鋼管。上述技術(shù)方案中，所述待焊管件和被焊管件均可以是普通管子，也可以是管道接頭，例如二通，三通等等。
4
本發(fā)明具有積極的效果(1)本發(fā)明方法改進(jìn)了接頭焊接方式，所述襯管既能起到定位兩待焊管件的作用，又因遮蓋住待焊接縫的內(nèi)側(cè)部位，使兩待焊管件焊縫處的內(nèi)壁與管內(nèi)空氣得到隔絕，從而在進(jìn)行氣體保護(hù)焊時，無需向焊縫內(nèi)側(cè)部位充保護(hù)氣體；另外， 通過這種焊接方式可使最終焊縫強(qiáng)度達(dá)到與兩端管件相同強(qiáng)度；所以本發(fā)明相對于傳統(tǒng)的承插式焊接可明顯提高焊縫強(qiáng)度；而與傳統(tǒng)的對接式焊接相比，因?yàn)橛幸r管的隔絕作用， 無需向管內(nèi)充入保護(hù)氣，同時由于具有襯管，其管壁不易被燒穿，還可有效防止發(fā)生掛瘤現(xiàn)象。


圖1為傳統(tǒng)承插式焊接的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為傳統(tǒng)對接式焊接的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第一種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第二種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第三種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第四種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第五種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第六種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第七種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖。附圖所示標(biāo)記為襯管1，待焊管件2，限位凸臺21，待焊接縫3，熔融區(qū)4。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1、金屬管件焊接組件及其焊接方法)圖3為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第一種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的第一種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例是一種不銹鋼薄壁管件焊接組件，見圖1所示，包括兩被焊管件2和襯管 1，所述襯管1的兩端各自插入一個被焊管件焊接端的管腔中，所述兩被焊管件焊接端對接處具有通過焊接處理形成的熔融區(qū)4。本實(shí)施例中，在進(jìn)行焊接之前，所述襯管1通過緊配方式固定在被焊管件的管腔中，在焊接之后，襯管1鄰接兩被焊管件對接處的部分管體也被熔融，并與兩被焊管件焊接端的對接焊縫一起形成熔融區(qū)4，也即焊接后，襯管1既通過緊配方式又通過熔融焊接方式與兩被焊管件固定連接。在具體實(shí)踐中，也可在焊接之前通過膠粘方式把襯管1固定在兩待焊管件2中。本實(shí)施例中，所述待焊管件是指焊接之前的管道，被焊管件是指焊接之后的管道， 但實(shí)際上兩者是同一管件在不同工段時的稱呼，所以兩者都用附圖標(biāo)記2標(biāo)示。但是在具體實(shí)踐中，在焊接強(qiáng)度要求不高時，也可使得焊接后，襯管1外壁一點(diǎn)也沒被熔融，僅是通過緊配方式與兩被焊管件固定連接。由于所述襯管1的主要作用是隔斷作用，也即防止兩被焊管件對接焊縫處的內(nèi)壁與大氣過多接觸，以免在進(jìn)行氣體保護(hù)焊時造成不良影響，所以在焊接后襯管的部分管體無論有沒有與兩被焊管件對接處一起熔融相連，都不會影響本發(fā)明目的的實(shí)現(xiàn)。
另外，在具體實(shí)踐中，也可通過壓接方式將襯管1固定在待焊管件2焊接端的管腔中，因?yàn)榫o配的方式在實(shí)際操作上較為費(fèi)力，而如果通過把襯管1的外徑做成稍小與待焊管件焊接端的管腔孔徑，則便于將襯管1插入，然后只需鉗壓一下使得襯管被壓緊固定即可。本實(shí)施例中，所述襯管1插入各被焊管件焊接端管腔的長度a大于熔融區(qū)4的軸向長度，具體實(shí)踐中，也可等于熔融區(qū)4的軸向長度。本實(shí)施例中，所述兩被焊管件焊接端的徑向截面相同時，所述襯管1是等外徑圓管。本實(shí)施例中，所述待焊接縫3的軸向截面形狀是與被焊管件中心軸線相垂直的直線狀。本實(shí)施例的焊接方法具有以下步驟①把一個襯管1的一端，通過緊配方式插入并固定到一個待焊管件2焊接端的管腔中，并使得該襯管1的另一端伸出該待焊管件2焊接端；②把襯管1伸出該待焊管件2焊接端的部分管體，通過緊配方式插入并固定到另一個待焊管件2焊接端的管腔中，并使該兩個待焊管件2的焊接端對接以形成待焊接縫3 ； 所述待焊接縫3的軸向截面形狀是與待焊管件2中心軸線相垂直的直線狀；③在待焊接縫3處進(jìn)行焊接使其形成熔融區(qū)4從而使兩待焊管件2的焊接端相連。所述方法中，也可通過壓接方式將襯管1固定在兩待焊管件2的管腔中。所述方法中，兩待焊管件2焊接端的徑向截面相同時，所述襯管1是等外徑圓管。所述方法中，所述襯管1插入各待焊管件2焊接端管腔的長度大于等于熔融區(qū)4 的軸向長度；(實(shí)施例2、金屬管件焊接組件及其焊接方法)圖4為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第二種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的第二種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中的兩被焊管件，其中一個是不銹鋼管，另一個是管接頭，該管接頭可以是二通、三通、彎型等管接頭；所述待焊接縫 3的軸向截面形狀是與待焊管件2中心軸線成一夾角的斜線狀，由此導(dǎo)致最終的熔融區(qū)4的形狀有所不同。(實(shí)施例3、金屬管件焊接組件及其焊接方法)圖5為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第三種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的第三種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中兩被焊管件不是薄壁型不銹鋼管，是厚度正常的普通不銹鋼鋼管。所述待焊接縫3的軸向截面形狀是與待焊管件2中心軸線相垂直的半橢圓形狀，由此導(dǎo)致最終的熔融區(qū)4的形狀有所不同。(實(shí)施例4、金屬管件焊接組件及其焊接方法)圖6為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第四種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的第四種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于所述襯管1的外壁與其所在待焊管件2管腔的內(nèi)壁之間的間隙優(yōu)選小于1毫米，本實(shí)施例是0. 5毫米；所述襯管區(qū)的壁厚優(yōu)選大于等于0. 3毫米，本實(shí)施例是0. 5毫米。本實(shí)施例將襯管1固定到兩待焊管件2中的操作是通過壓接方式。(實(shí)施例5、金屬管件焊接組件及其焊接方法)圖7為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第五種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的第五種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于所述兩待焊管件2焊接端的內(nèi)壁上均設(shè)有凸起的限位凸臺21，兩待焊管件2對接形成待焊接縫3后，所述襯管1位于兩限位凸臺21之間。本實(shí)施例中限位凸臺21是通過切削待焊管件2焊接端管腔的內(nèi)壁所形成。(實(shí)施例6、金屬管件焊接組件及其焊接方法)圖8為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第六種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的第六種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例與實(shí)施例7基本相同，不同之處在于本實(shí)施例中限位凸臺21是通過對待焊管件2焊接端的管腔進(jìn)行擴(kuò)孔處理所形成，對于薄壁不銹鋼管而言，本實(shí)施例的具體實(shí)施操作較實(shí)施例5簡便易行。(實(shí)施例7、金屬管件焊接組件及其焊接方法)圖9為本發(fā)明中金屬管件焊接組件第七種結(jié)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)示意圖，顯示了本發(fā)明的第七種具體實(shí)施方式
。本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于所述兩待焊管件2焊接端處管腔的孔徑互不相同，所述襯管1是兩端管體與各自所在待焊管件2管腔相配合的異徑管。(實(shí)施例8、金屬管件焊接組件及其焊接方法)本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于所述待焊接縫3的軸向截面形狀是弧線狀。(實(shí)施例9、金屬管件焊接組件及其焊接方法)本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于所述待焊接縫3的軸向截面形狀是 V字形狀。(實(shí)施例10、金屬管件焊接組件及其焊接方法)本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于所述待焊接縫3的軸向截面形狀是半圓形狀。上述實(shí)施例1至實(shí)施例10改進(jìn)了接頭焊接方式，所述襯管既能起到定位兩待焊管件的作用，又因遮蓋住待焊接縫的內(nèi)側(cè)部位，使兩待焊管件焊縫處的內(nèi)壁與管內(nèi)空氣得到隔絕，從而在進(jìn)行氣體保護(hù)焊時，無需向焊縫內(nèi)側(cè)部位充保護(hù)氣體；另外，通過這種結(jié)構(gòu)可使最終焊縫強(qiáng)度達(dá)到與兩端管件相同強(qiáng)度；所以上述實(shí)施例1至實(shí)施例10相對于傳統(tǒng)的承插式焊接可明顯提高焊縫強(qiáng)度；而與傳統(tǒng)的對接式焊接相比，因?yàn)橛幸r管的隔絕作用，無需向管內(nèi)充入保護(hù)氣，同時由于具有襯管，其管壁不易被燒穿，還可有效防止發(fā)生掛瘤現(xiàn)象。顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬管件的焊接方法，包括以下步驟①把一個襯管(1)的一端插入到一個待焊管件( 焊接端的管腔中，并使得該襯管(1) 的另一端伸出該待焊管件( 焊接端；②把襯管(1)伸出該待焊管件( 焊接端的部分管體插入到另一個待焊管件( 焊接端的管腔中，并使該兩個待焊管件O)的焊接端對接以形成待焊接縫(3)；③在待焊接縫( 處進(jìn)行焊接使其形成熔融區(qū)(4)從而使兩待焊管件( 的焊接端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬管件的焊接方法，其特征在于上述步驟①中，所述襯管 (1)通過緊配方式或者壓接方式或者膠粘方式固定在待焊管件O)的管腔中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬管件的焊接方法，其特征在于所述襯管(1)的外壁與其所在待焊管件( 管腔的內(nèi)壁之間的間隙小于1毫米；所述襯管(1)插入各待焊管件(2) 焊接端管腔的長度大于等于熔融區(qū)(4)的軸向長度；所述襯管區(qū)的壁厚大于等于0. 3毫米。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬管件的焊接方法，其特征在于所述襯管(1)的外壁與其所在待焊管件(2)管腔的內(nèi)壁之間的間隙小于0. 5毫米；所述襯管區(qū)的壁厚大于等于0. 5 毫米。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述金屬管件的焊接方法，其特征在于所述兩待焊管件( 焊接端的徑向截面相同時，所述襯管(1)是等外徑圓管；所述兩待焊管件( 焊接端處管腔的內(nèi)徑不同時，所述襯管(1)是兩端管體與各自所在待焊管件( 管腔相配合的異徑管。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管件的焊接方法，其特征在于所述待焊接縫(3)的軸向截面形狀是與待焊管件O)中心軸線相垂直的直線狀、或是與待焊管件O)中心軸線成一夾角的斜線狀、或是弧線狀、或是V字形狀、或是半圓形狀、或是半橢圓形狀；所述待焊管件(2)是薄壁不銹鋼管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管件的焊接方法，其特征在于至少一個待焊管件(2) 焊接端的內(nèi)壁上設(shè)有凸起的限位凸臺(21)，所述襯管(1)插入該待焊管件( 焊接端管腔的一端抵接在該限位凸臺上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬管件的焊接方法，其特征在于所述兩待焊管件(2)焊接端的內(nèi)壁上均設(shè)有凸起的限位凸臺(21)，兩待焊管件( 對接形成待焊接縫C3)后，所述襯管(1)位于兩限位凸臺之間。
9.一種金屬管件焊接組件，包括兩被焊管件，其特征在于還包括襯管(1)，所述襯管 (1)的兩端各自插入一個被焊管件焊接端的管腔中，所述兩被焊管件焊接端對接處具有通過焊接處理形成的熔融區(qū)G)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的金屬管件焊接組件，其特征在于所述襯管(1)通過緊配方式或者壓接方式或者膠粘方式或者熔焊方式固定在被焊管件的管腔中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬管件的焊接方法和金屬管件焊接組件，該方法包括一種金屬管件的焊接方法，包括以下步驟①把一個襯管的一端插入到一個待焊管件焊接端的管腔中，并使得該襯管的另一端伸出該待焊管件焊接端；②把襯管伸出該待焊管件焊接端的部分管體插入到另一個待焊管件焊接端的管腔中，并使該兩個待焊管件的焊接端對接以形成待焊接縫；③在待焊接縫處進(jìn)行焊接使其形成熔融區(qū)從而使兩待焊管件的焊接端相連。該金屬管件焊接組件包括兩被焊管件包括襯管，所述襯管的兩端各自插入一個被焊管件焊接端的管腔中，所述兩被焊管件焊接端對接處具有通過焊接處理形成的熔融區(qū)。本發(fā)明在進(jìn)行氣體保護(hù)焊時，無需向焊縫內(nèi)側(cè)部位充保護(hù)氣體，可使最終焊縫強(qiáng)度達(dá)到與兩端管件相同強(qiáng)度，且有效防止發(fā)生掛瘤現(xiàn)象。
文檔編號B23K101/06GK102554484SQ201210006899
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者阮懋, 阮繼成 申請人:阮繼成