專利名稱：斜管的打底層焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接方法，特別涉及一種應(yīng)用大直徑斜管的焊接方法。
背景技術(shù)：
隨著人類工業(yè)的發(fā)展，技術(shù)人員越來越多地需要對斜著放置的金屬管進(jìn)行焊接作業(yè)。由于金屬管自身重力的影響和焊接角度的限制，斜置金屬管的焊接效果往往不理想。一般來說，焊接金屬管需要經(jīng)過起頭步驟、運(yùn)條步驟、收弧步驟、接頭步驟和收尾步驟。焊接兩截斜置的管子一般需要數(shù)根焊條，每根焊條都經(jīng)過起頭、運(yùn)條和收弧步驟，接著前一根焊條的焊點(diǎn)進(jìn)行焊接為接頭步驟，焊接一圈后與第一根焊條的起始焊接點(diǎn)接合為收尾步驟。舉例來說，V型坡口大口徑45°管對接，是電站鍋爐集箱產(chǎn)品上常見的一種焊接接頭形式，由于坡口焊縫成45°斜面位置，客觀上形成高側(cè)的焊縫位置低于低側(cè)的焊縫位置，在施焊中高側(cè)的熔池會受重力作用向低側(cè)方向倒流，與以往水平和垂直位置的大口徑管對接施焊方法相比較，施焊難度明顯增大影響焊接質(zhì)量。自本領(lǐng)域技術(shù)人員致力于找出一種大直徑斜管的焊接方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中大直徑斜置金屬管焊接難度大， 焊接質(zhì)量不穩(wěn)定的不足，提供一種斜管的打底層焊接方法，協(xié)助施工人員高效便捷地完成焊接作業(yè)。本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的一種斜管的打底層焊接方法，其特點(diǎn)在于，所述方法包括，一種斜管的打底層焊接方法，其特點(diǎn)在于，所述方法包括，起頭步驟兩根待焊管子Y2位置的坡口間隙設(shè)置為3. 2mm, Y4位置的坡口間隙設(shè)置為4_。在管子坡口根部的Y7處作為引弧的起始點(diǎn)，電弧引燃后后移過Y2位置縱向中心線5 10mm，隨后焊條向管子軸向兩側(cè)擺動，直至兩側(cè)坡口被熔敷且相互粘連形成熔池，并伴有一個3 4mm的熔孔；運(yùn)條步驟當(dāng)熔池的紅熱狀態(tài)逐漸暗淡將要消失前，在熔池的弧坑口附近引燃電弧，直至新的熔孔出現(xiàn)，每一次的焊接時間為I. 5秒，間斷時間為I秒；收弧步驟將焊條逐步向坡口面的右側(cè)下方回點(diǎn)2 3次；接頭步驟在中途弧坑的下方5mm處引燃電弧后慢慢上移，到達(dá)弧坑口后停留，直至出現(xiàn)新的熔孔；收尾步驟若間隙已收縮至I. 5 2mm之間，焊條運(yùn)條到Y(jié)4位置臨近封口還剩下直徑3mm的孔時，用連弧焊來回運(yùn)條的方式將對面的弧坑充分熔化直至小孔完全被封閉，封閉后繼續(xù)向施焊方向施焊5 IOmm,再用斷弧焊回點(diǎn)2 3次；若間隙大于2. 5mm，直接用斷弧焊方式將弧口封閉，封閉后繼續(xù)向施焊方向施焊5 10mm，再用斷弧焊回點(diǎn)2 3次。較佳地，所述焊接分別以順時針和逆時針方向從Y2點(diǎn)施焊至Y4點(diǎn)。較佳地，在起頭步驟的擺動中，若坡口兩側(cè)的熔池不能相互粘連，則立即熄弧，再引燃電弧，重復(fù)前面的動作，直至坡口兩側(cè)的熔池相互粘連。較佳地，在運(yùn)條步驟中，對下半圈進(jìn)行仰焊時，焊條與坡口根部保持O. 5 Imm的距離；每進(jìn)行一次斷弧時，不停留在之前的位置上，而是由下往上推移3 4mm。較佳地，在運(yùn)條步驟中，當(dāng)焊接上半圈時，焊條與坡口根部保持I I. 5mm的距離， 每一次的焊條落點(diǎn)位置落在熔池的中心或稍后位置。較佳地，在收弧步驟中，當(dāng)焊條重新引燃繼續(xù)上移到Y(jié)l或Y3位置需要收弧時，收弧位置應(yīng)分別超過Yl或Y3位置5 10mm。較佳地，在收弧和收尾步驟中，當(dāng)焊條重新引燃繼續(xù)上移到Y(jié)4位置需要熄弧時， 收弧和收尾位置應(yīng)分別超過Y4位置5 10mm。 較佳地，在接頭步驟中，在Y2位置接頭時，先將起頭部位打磨成斜坡狀，在其后方 5 IOmm處引弧，電弧引燃后前移，到達(dá)接口處時作停留，直至聽到穿透聲出現(xiàn)新的熔孔。較佳地，在收尾步驟中，先將右半圈上方的定位焊鏟去，將Y4位置打磨成斜坡狀。較佳地，在焊接步驟中，先依次焊Y2、Y3、Y4半圈，再焊Y2、Yl、Y4半圈。較佳地，焊條直徑為2. 5mm至3. 2_。較佳地，所述斜管的外直徑大于76mm。較佳地，焊接時，焊條與管子軸線之間的角度為35° 40°，焊條與焊鉗形成的角度為120° 150°。本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)施例。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于對斜置大直徑金屬管用該方法進(jìn)行焊接，質(zhì)量穩(wěn)定， 可靠性高，大大降低了重力對焊接造成的不利影響。


圖I為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例下的兩根金屬管傾斜放置待焊的位置示意圖。圖2為圖I中A-A方向視圖。圖3為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例下的焊條與金屬管的位置示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的實(shí)施例將參照附圖進(jìn)行說明。在說明書附圖中，具有類似結(jié)構(gòu)或功能的元件或裝置將用相同的元件符號表示。附圖只是為了便于說明本發(fā)明的各個實(shí)施例，并不是要對本發(fā)明進(jìn)行窮盡性的說明，也不是對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限制。圖I示出了兩根金屬管傾斜放置待焊時的位置示意圖。一般來說，兩根斜管外徑 a大于76mm,坡口鈍邊為I I. 5mm,斜管裝配間隙c為3 4mm,技術(shù)人員先對斜管進(jìn)行定位焊接。定位焊采用焊珠方式固定。先將兩根斜管進(jìn)行定位焊，定位焊的位置在Y5和Y6 位置(圖2所示)，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，Y5和Y6位置的坡口內(nèi)采用放焊珠的方式定位焊 (圖3所示)，也叫虛焊。這樣可使后面的接頭工序更加便利。
在一個優(yōu)選實(shí)施例中，兩根金屬管管徑a為108mm，坡口 Y2位置的裝配間隙c為
3.2mm, Y4位置的裝配間隙c為4mm,下端的斜管最小長度b為120mm。兩坡口之間的角度 Θ為65°。技術(shù)人員隨后正式進(jìn)行焊接。起頭步驟如圖2所示，通常先依次焊Y2、Y3、Y4半圈(左半圈)，再焊Υ2、Yl、Υ4 半圈(右半圈)。先以焊接左半圈為例，在左半圈Υ7位置的坡口根部作為引弧的起始點(diǎn)，電弧引燃后迅速后移過Υ2縱向中心線位置約5 IOmm后，焊條10快速向管子軸向兩側(cè)稍作擺動，直至兩側(cè)坡口被熔敷且相互粘連形成熔池，并伴有一個熔孔。此時表示起頭完畢。如果在擺動中一時坡口兩側(cè)的熔池不能迅速相互粘連，則馬上要熄弧，以防坡口兩側(cè)被過大的燒熔，再引燃電弧，重復(fù)前面的動作，直至坡口兩側(cè)的熔池相互粘連。運(yùn)條步驟起頭步驟完畢開始進(jìn)行斷弧焊，斷弧后當(dāng)熔池的紅熱狀態(tài)逐漸暗淡將要消失前，迅速在熔池的弧坑口附近引燃電弧，稍作停頓，見到新的熔孔出現(xiàn)，表示此次斷弧焊的過程已完成，每一次的焊接時間約I. 5秒，間斷時間約為I秒。在焊接管件下半圈的仰焊位置時，坡口根部易出現(xiàn)內(nèi)凹，所以在這段位置焊接時焊條與坡口根部保持O. 5 1_ 的距離，同時要防止正面焊道的焊縫鼓起，每進(jìn)行一次斷弧時，不要停留在之前的位置上， 而是由下往上推移3 4mm。當(dāng)焊接上半圈時，為防止上坡路段焊道的焊縫出現(xiàn)滲透過多， 焊條與坡口根部保持I I. 5mm的距離，而且每一次的焊條落點(diǎn)位置落在熔池的中心或稍后一點(diǎn)。收弧步驟因受焊條長度局限，當(dāng)焊條臨近焊完需要在中途收弧。為防止收弧弧坑出現(xiàn)微裂縫或縮孔，此時不宜立即熄弧，而是將焊條逐步向坡口面的右側(cè)下方回點(diǎn)2 3次即可。當(dāng)焊條重新引燃繼續(xù)上移到Y(jié)3或Y4位置需要收弧時，除了方式與中途收弧類同以外，為便于后面的接頭和收尾，收弧位置應(yīng)分別過Y3或Y4位置的橫向中心線5 10mm。接頭步驟若是在一般中途位置的接頭，如Y3位置，該位置發(fā)生接頭前，先鏟去左半圈上面的定位焊，不用鏟接頭可直接接頭，通常在Y3或中途弧坑的下方約5_處引燃電弧后慢慢上移，到達(dá)弧坑口稍作停留在聽到穿透聲，出現(xiàn)新的熔孔時表示接頭完成。若是在Y2位置的接頭，由于先前Y2位置的起頭操作難度較大，施焊時常會出現(xiàn)偏弧而引起的焊縫不等邊，增厚或內(nèi)凹等缺陷，所以不能直接接頭，接頭前需先將起頭部位鏟薄或打磨成斜坡狀且到位，然后在其后方約5 IOmm處引弧，電弧引燃后慢慢前移，到達(dá)接口處時作適當(dāng)停留，在聽到穿透聲出現(xiàn)新的熔孔時，表示接頭完成。收尾步驟為使收尾熔合良好，在焊完左半圈以后除了先將右半圈上方的定位焊韋產(chǎn)去以外，同時也要對12點(diǎn)該部位進(jìn)行纟產(chǎn)薄或打磨成斜坡狀,注意防止伊的或修磨的過薄，焊前如果見間隙已收縮至I. 5 2mm之間，當(dāng)焊條運(yùn)條到12點(diǎn)位置臨近封口還剩下約3_—個小孔時，迅速用連弧焊來回運(yùn)條的方式將對面的弧坑充分熔化直至小孔完全被封閉，如果間隙大于2. 5_以上，可直接用斷弧焊方式將弧口封閉，封閉后要繼續(xù)向前施焊 5 10mm，再用斷弧焊回點(diǎn)2 3次即可。焊條與管子的縱向角度隨著焊接位置發(fā)生變化，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，如圖2所示，在Y2位置，焊條與管子切線位置角度Xl為80° 85° ;在￥3位置，焊條與管子切線位置角度X2為100° 105° ;在￥4位置，焊條與管子豎直軸線位置角度X3為70° 75°。 技術(shù)人員可根據(jù)上述數(shù)值估算焊條與管子在其它位置的角度。圖3示出了焊條與金屬管的位置關(guān)系。在該實(shí)施例中，焊條與管子軸線之間的角度為35° 40°，焊條與焊鉗形成的角度為120° 150° (圖未示出)。焊接右半圈的方式大體與焊接左半圈相同，只是焊接右半圈最后與左半圈接合需要收尾步驟?？傮w來說，使用斷弧焊進(jìn)行打底層焊接時，焊條直徑可以是3. 2_，焊條型號可以是E5015，焊接外徑為108mm，管壁厚度為IOmm的金屬管一圈需要消耗焊條4 5根。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，若如果管壁厚度增加，如12mm或14mm，那么焊條的用量也相應(yīng)明顯增大。同樣可以理解的，如果焊條直徑減小，例如用直徑2. 5_焊條焊接，焊接電流由原來120 125A，改為70 80A，一圈需要消耗焊條7 8根。表I示出了焊接各層面與焊接電流和焊條數(shù)量等參數(shù)的一般關(guān)系。表I
權(quán)利要求
1.一種斜管的打底層焊接方法，其特征在于，所述方法包括，起頭步驟兩根待焊管子Y2位置的坡口間隙設(shè)置為3. 2mm, Y4位置的坡口間隙設(shè)置為 4_。在管子坡口根部的Y7處作為引弧的起始點(diǎn)，電弧引燃后后移過Y2位置縱向中心線 5 10mm，隨后焊條向管子軸向兩側(cè)擺動，直至兩側(cè)坡口被熔敷且相互粘連形成熔池，并伴有一個3 4mm的熔孔；運(yùn)條步驟當(dāng)熔池的紅熱狀態(tài)逐漸暗淡將要消失前，在熔池的弧坑口附近引燃電弧，直至新的熔孔出現(xiàn)，每一次的焊接時間為I. 5秒，間斷時間為I秒；收弧步驟將焊條逐步向坡口面的右側(cè)下方回點(diǎn)2 3次；接頭步驟在中途弧坑的下方5_處引燃電弧后慢慢上移，到達(dá)弧坑口后停留，直至出現(xiàn)新的熔孔；收尾步驟若間隙已收縮至I. 5 2mm之間，焊條運(yùn)條到Y(jié)4位置臨近封口還剩下直徑3mm的孔時， 用連弧焊來回運(yùn)條的方式將對面的弧坑充分熔化直至小孔完全被封閉，封閉后繼續(xù)向施焊方向施焊5 IOmm,再用斷弧焊回點(diǎn)2 3次；若間隙大于2. 5mm，直接用斷弧焊方式將弧口封閉，封閉后繼續(xù)向施焊方向施焊5 10mm，再用斷弧焊回點(diǎn)2 3次。
2.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于所述焊接分別以順時針和逆時針方向從Y2點(diǎn)施焊至Y4點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于在起頭步驟的擺動中，若坡口兩側(cè)的熔池不能相互粘連，則立即熄弧，再引燃電弧，重復(fù)前面的動作，直至坡口兩側(cè)的熔池相互粘連。
4.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于在運(yùn)條步驟中，對下半圈進(jìn)行仰焊時， 焊條與坡口根部保持O. 5 Imm距離；每進(jìn)行一次斷弧時，不停留在之前的位置上，而是由下往上推移3 4mm。
5.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于在運(yùn)條步驟中，當(dāng)焊接上半圈時，焊條與坡口根部保持I I. 5_距離，每一次的焊條落點(diǎn)位置落在熔池的中心或稍后位置。
6.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于在收弧步驟中，當(dāng)焊條重新引燃繼續(xù)上移到Y(jié)l或Y3位置需要收弧時，收弧位置應(yīng)分別超過Yl或Y3位置的橫向中心線5 10_。
7.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于在收弧和收尾步驟中，當(dāng)焊條重新引燃繼續(xù)上移到Y(jié)4位置需要熄弧時，熄弧位置應(yīng)分別超過Y4位置5 10mm。
8.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于在接頭步驟中，在Y2位置接頭時，先將起頭部位打磨成斜坡狀，在其后方5 IOmm處引弧，電弧引燃后前移，到達(dá)接口處時作停留，直至聽到穿透聲出現(xiàn)新的熔孔。
9.如權(quán)利要求I所述的焊接方法，其特征在于在收尾步驟中，先將右半圈上方的定位焊鏟去，將Y4位置打磨成斜坡狀。
10.如權(quán)利要求I至9任一項所述的焊接方法，其特征在于在焊接步驟中，先依次焊 Y2、Y3、Y4半圈，再焊Υ2、Υ1、Υ4半圈。
11.如權(quán)利要求I至9任一項所述的焊接方法，其特征在于焊條直徑為2.5mm至 3. 2mmο
12.如權(quán)利要求I至9任一項所述的焊接方法，其特征在于所述斜管的外直徑大于 76mm。
13.如權(quán)利要求I至9任一項所述的焊接方法，其特征在于焊接時，焊條與管子軸線之間的角度為35° 40°，焊條與焊鉗形成的角度為120° 150°。
14.如權(quán)利要求I至9任一項所述的焊接方法，其特征在于焊接電流為110 120A。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種斜管的打底層焊接方法，包括，起頭步驟兩根待焊管子Y2位置的坡口間隙設(shè)置為3.2mm，Y4位置坡口間隙設(shè)置為4mm。在管子坡口根部的Y7處作為引弧的起始點(diǎn)，電弧引燃后后移過Y2位置縱向中心線5～10mm，隨后焊條向管子軸向兩側(cè)擺動，直至兩側(cè)坡口被熔敷且相互粘連形成熔池，并伴有一個3～4mm的熔孔；運(yùn)條步驟當(dāng)熔池的紅熱狀態(tài)逐漸暗淡將要消失前，在熔池的弧坑口附近引燃電弧，直至新的熔孔出現(xiàn)，每一次的焊接時間為1.5秒，間斷時間為1秒；收弧步驟將焊條逐步向坡口面的右側(cè)下方回點(diǎn)2～3次；接頭步驟和收尾步驟。對斜置大直徑金屬管用本發(fā)明方法進(jìn)行焊接，質(zhì)量穩(wěn)定，可靠性高，大大降低了重力對焊接造成的不利影響。
文檔編號B23K33/00GK102601486SQ20121007938
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月22日
發(fā)明者曹敏勇 申請人:上海鍋爐廠有限公司