CN102601486A - 斜管的打底层焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种斜管的打底层焊接方法，包括，起头步骤：两根待焊管子Y2位置的坡口间隙设置为3.2mm，Y4位置坡口间隙设置为4mm。在管子坡口根部的Y7处作为引弧的起始点，电弧引燃后后移过Y2位置纵向中心线5～10mm，随后焊条向管子轴向两侧摆动，直至两侧坡口被熔敷且相互粘连形成熔池，并伴有一个3～4mm的熔孔；运条步骤：当熔池的红热状态逐渐暗淡将要消失前，在熔池的弧坑口附近引燃电弧，直至新的熔孔出现，每一次的焊接时间为1.5秒，间断时间为1秒；收弧步骤：将焊条逐步向坡口面的右侧下方回点2～3次；接头步骤和收尾步骤。对斜置大直径金属管用本发明方法进行焊接，质量稳定，可靠性高，大大降低了重力对焊接造成的不利影响。

Description

斜管的打底层焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，特别涉及一种应用大直径斜管的焊接方法。

背景技术

随着人类工业的发展，技术人员越来越多地需要对斜着放置的金属管进行焊接作业。由于金属管自身重力的影响和焊接角度的限制，斜置金属管的焊接效果往往不理想。

一般来说，焊接金属管需要经过起头步骤、运条步骤、收弧步骤、接头步骤和收尾步骤。焊接两截斜置的管子一般需要数根焊条，每根焊条都经过起头、运条和收弧步骤，接着前一根焊条的焊点进行焊接为接头步骤，焊接一圈后与第一根焊条的起始焊接点接合为收尾步骤。举例来说，V型坡口大口径45°管对接，是电站锅炉集箱产品上常见的一种焊接接头形式，由于坡口焊缝成45°斜面位置，客观上形成高侧的焊缝位置低于低侧的焊缝位置，在施焊中高侧的熔池会受重力作用向低侧方向倒流，与以往水平和垂直位置的大口径管对接施焊方法相比较，施焊难度明显增大影响焊接质量。自本领域技术人员致力于找出一种大直径斜管的焊接方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中大直径斜置金属管焊接难度大，焊接质量不稳定的不足，提供一种斜管的打底层焊接方法，协助施工人员高效便捷地完成焊接作业。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种斜管的打底层焊接方法，其特点在于，所述方法包括，

一种斜管的打底层焊接方法，其特点在于，所述方法包括，

起头步骤：两根待焊管子Y2位置的坡口间隙设置为3.2mm，Y4位置的坡口间隙设置为4mm。在管子坡口根部的Y7处作为引弧的起始点，电弧引燃后后移过Y2位置纵向中心线5～10mm，随后焊条向管子轴向两侧摆动，直至两侧坡口被熔敷且相互粘连形成熔池，并伴有一个3～4mm的熔孔；

运条步骤：当熔池的红热状态逐渐暗淡将要消失前，在熔池的弧坑口附近引燃电弧，直至新的熔孔出现，每一次的焊接时间为1.5秒，间断时间为1秒；

收弧步骤：将焊条逐步向坡口面的右侧下方回点2～3次；

接头步骤：在中途弧坑的下方5mm处引燃电弧后慢慢上移，到达弧坑口后停留，直至出现新的熔孔；

收尾步骤：

若间隙已收缩至1.5～2mm之间，焊条运条到Y4位置临近封口还剩下直径3mm的孔时，用连弧焊来回运条的方式将对面的弧坑充分熔化直至小孔完全被封闭，封闭后继续向施焊方向施焊5～10mm，再用断弧焊回点2～3次；

若间隙大于2.5mm，直接用断弧焊方式将弧口封闭，封闭后继续向施焊方向施焊5～10mm，再用断弧焊回点2～3次。

较佳地，所述焊接分别以顺时针和逆时针方向从Y2点施焊至Y4点。

较佳地，在起头步骤的摆动中，若坡口两侧的熔池不能相互粘连，则立即熄弧，再引燃电弧，重复前面的动作，直至坡口两侧的熔池相互粘连。

较佳地，在运条步骤中，对下半圈进行仰焊时，焊条与坡口根部保持0.5～1mm的距离；每进行一次断弧时，不停留在之前的位置上，而是由下往上推移3～4mm。

较佳地，在运条步骤中，当焊接上半圈时，焊条与坡口根部保持1～1.5mm的距离，每一次的焊条落点位置落在熔池的中心或稍后位置。

较佳地，在收弧步骤中，当焊条重新引燃继续上移到Y1或Y3位置需要收弧时，收弧位置应分别超过Y1或Y3位置5～10mm。

较佳地，在收弧和收尾步骤中，当焊条重新引燃继续上移到Y4位置需要熄弧时，收弧和收尾位置应分别超过Y4位置5～10mm。

较佳地，在接头步骤中，在Y2位置接头时，先将起头部位打磨成斜坡状，在其后方5～10mm处引弧，电弧引燃后前移，到达接口处时作停留，直至听到穿透声出现新的熔孔。

较佳地，在收尾步骤中，先将右半圈上方的定位焊铲去，将Y4位置打磨成斜坡状。

较佳地，在焊接步骤中，先依次焊Y2、Y3、Y4半圈，再焊Y2、Y1、Y4半圈。

较佳地，焊条直径为2.5mm至3.2mm。

较佳地，所述斜管的外直径大于76mm。

较佳地，焊接时，焊条与管子轴线之间的角度为35°～40°，焊条与焊钳形成的角度为120°～150°。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明的积极进步效果在于：对斜置大直径金属管用该方法进行焊接，质量稳定，可靠性高，大大降低了重力对焊接造成的不利影响。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例下的两根金属管倾斜放置待焊的位置示意图。

图2为图1中A-A方向视图。

图3为本发明的一个较佳实施例下的焊条与金属管的位置示意图。

具体实施方式

本发明的实施例将参照附图进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功能的元件或装置将用相同的元件符号表示。附图只是为了便于说明本发明的各个实施例，并不是要对本发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。

图1示出了两根金属管倾斜放置待焊时的位置示意图。一般来说，两根斜管外径a大于76mm，坡口钝边为1～1.5mm，斜管装配间隙c为3～4mm，技术人员先对斜管进行定位焊接。定位焊采用焊珠方式固定。先将两根斜管进行定位焊，定位焊的位置在Y5和Y6位置(图2所示)，在一个优选实施例中，Y5和Y6位置的坡口内采用放焊珠的方式定位焊(图3所示)，也叫虚焊。这样可使后面的接头工序更加便利。

在一个优选实施例中，两根金属管管径a为108mm，坡口Y2位置的装配间隙c为3.2mm，Y4位置的装配间隙c为4mm，下端的斜管最小长度b为120mm。两坡口之间的角度θ为65°。技术人员随后正式进行焊接。

起头步骤：如图2所示，通常先依次焊Y2、Y3、Y4半圈(左半圈)，再焊Y2、Y1、Y4半圈(右半圈)。先以焊接左半圈为例，在左半圈Y7位置的坡口根部作为引弧的起始点，电弧引燃后迅速后移过Y2纵向中心线位置约5～10mm后，焊条10快速向管子轴向两侧稍作摆动，直至两侧坡口被熔敷且相互粘连形成熔池，并伴有一个熔孔。此时表示起头完毕。如果在摆动中一时坡口两侧的熔池不能迅速相互粘连，则马上要熄弧，以防坡口两侧被过大的烧熔，再引燃电弧，重复前面的动作，直至坡口两侧的熔池相互粘连。

运条步骤：起头步骤完毕开始进行断弧焊，断弧后当熔池的红热状态逐渐暗淡将要消失前，迅速在熔池的弧坑口附近引燃电弧，稍作停顿，见到新的熔孔出现，表示此次断弧焊的过程已完成，每一次的焊接时间约1.5秒，间断时间约为1秒。在焊接管件下半圈的仰焊位置时，坡口根部易出现内凹，所以在这段位置焊接时焊条与坡口根部保持0.5～1mm的距离，同时要防止正面焊道的焊缝鼓起，每进行一次断弧时，不要停留在之前的位置上，而是由下往上推移3～4mm。当焊接上半圈时，为防止上坡路段焊道的焊缝出现渗透过多，焊条与坡口根部保持1～1.5mm的距离，而且每一次的焊条落点位置落在熔池的中心或稍后一点。

收弧步骤：因受焊条长度局限，当焊条临近焊完需要在中途收弧。为防止收弧弧坑出现微裂缝或缩孔，此时不宜立即熄弧，而是将焊条逐步向坡口面的右侧下方回点2～3次即可。当焊条重新引燃继续上移到Y3或Y4位置需要收弧时，除了方式与中途收弧类同以外，为便于后面的接头和收尾，收弧位置应分别过Y3或Y4位置的横向中心线5～10mm。

接头步骤：若是在一般中途位置的接头，如Y3位置，该位置发生接头前，先铲去左半圈上面的定位焊，不用铲接头可直接接头，通常在Y3或中途弧坑的下方约5mm处引燃电弧后慢慢上移，到达弧坑口稍作停留在听到穿透声，出现新的熔孔时表示接头完成。

若是在Y2位置的接头，由于先前Y2位置的起头操作难度较大，施焊时常会出现偏弧而引起的焊缝不等边，增厚或内凹等缺陷，所以不能直接接头，接头前需先将起头部位铲薄或打磨成斜坡状且到位，然后在其后方约5～10mm处引弧，电弧引燃后慢慢前移，到达接口处时作适当停留，在听到穿透声出现新的熔孔时，表示接头完成。

收尾步骤：为使收尾熔合良好，在焊完左半圈以后除了先将右半圈上方的定位焊铲去以外，同时也要对12点该部位进行铲薄或打磨成斜坡状，注意防止铲的或修磨的过薄，焊前如果见间隙已收缩至1.5～2mm之间，当焊条运条到12点位置临近封口还剩下约3mm一个小孔时，迅速用连弧焊来回运条的方式将对面的弧坑充分熔化直至小孔完全被封闭，如果间隙大于2.5mm以上，可直接用断弧焊方式将弧口封闭，封闭后要继续向前施焊5～10mm，再用断弧焊回点2～3次即可。

焊条与管子的纵向角度随着焊接位置发生变化，在一个优选实施例中，如图2所示，在Y2位置，焊条与管子切线位置角度X1为80°～85°；在Y3位置，焊条与管子切线位置角度X2为100°～105°；在Y4位置，焊条与管子竖直轴线位置角度X3为70°～75°。技术人员可根据上述数值估算焊条与管子在其它位置的角度。

图3示出了焊条与金属管的位置关系。在该实施例中，焊条与管子轴线之间的角度为35°～40°，焊条与焊钳形成的角度为120°～150°(图未示出)。

焊接右半圈的方式大体与焊接左半圈相同，只是焊接右半圈最后与左半圈接合需要收尾步骤。总体来说，使用断弧焊进行打底层焊接时，焊条直径可以是3.2mm，焊条型号可以是E5015，焊接外径为108mm，管壁厚度为10mm的金属管一圈需要消耗焊条4～5根。本领域的技术人员可以理解，若如果管壁厚度增加，如12mm或14mm，那么焊条的用量也相应明显增大。同样可以理解的，如果焊条直径减小，例如用直径2.5mm焊条焊接，焊接电流由原来120～125A，改为70～80A，一圈需要消耗焊条7～8根。表1示出了焊接各层面与焊接电流和焊条数量等参数的一般关系。

表1

总体来说，使用断弧焊进行打底层焊接时，焊条直径可以是2.5mm至3.2mm，焊条型号可以是E5015，焊接外径为108mm的金属管一圈，焊条直径为3.2mm的需要消耗4～5根。

焊接后，要求：

1.焊缝无气孔、夹渣、裂缝和未熔合。

2.焊缝无未焊透现象。

3.背面内凹≥0mm

4.背面凸出≤3mm，凸出差≤1mm。

本领域的技术人员可以理解，本技术方案可以不仅使用在大口径斜管的焊接作业上，同样可以适用于其它焊接面斜置的工程作业。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种斜管的打底层焊接方法，其特征在于，所述方法包括，

起头步骤：两根待焊管子Y2位置的坡口间隙设置为3.2mm，Y4位置的坡口间隙设置为4mm。在管子坡口根部的Y7处作为引弧的起始点，电弧引燃后后移过Y2位置纵向中心线5～10mm，随后焊条向管子轴向两侧摆动，直至两侧坡口被熔敷且相互粘连形成熔池，并伴有一个3～4mm的熔孔；

运条步骤：当熔池的红热状态逐渐暗淡将要消失前，在熔池的弧坑口附近引燃电弧，直至新的熔孔出现，每一次的焊接时间为1.5秒，间断时间为1秒；

收弧步骤：将焊条逐步向坡口面的右侧下方回点2～3次；

接头步骤：在中途弧坑的下方5mm处引燃电弧后慢慢上移，到达弧坑口后停留，直至出现新的熔孔；

收尾步骤：

若间隙已收缩至1.5～2mm之间，焊条运条到Y4位置临近封口还剩下直径3mm的孔时，用连弧焊来回运条的方式将对面的弧坑充分熔化直至小孔完全被封闭，封闭后继续向施焊方向施焊5～10mm，再用断弧焊回点2～3次；

若间隙大于2.5mm，直接用断弧焊方式将弧口封闭，封闭后继续向施焊方向施焊5～10mm，再用断弧焊回点2～3次。

2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：所述焊接分别以顺时针和逆时针方向从Y2点施焊至Y4点。

3.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在起头步骤的摆动中，若坡口两侧的熔池不能相互粘连，则立即熄弧，再引燃电弧，重复前面的动作，直至坡口两侧的熔池相互粘连。

4.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在运条步骤中，对下半圈进行仰焊时，焊条与坡口根部保持0.5～1mm距离；每进行一次断弧时，不停留在之前的位置上，而是由下往上推移3～4mm。

5.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在运条步骤中，当焊接上半圈时，焊条与坡口根部保持1～1.5mm距离，每一次的焊条落点位置落在熔池的中心或稍后位置。

6.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在收弧步骤中，当焊条重新引燃继续上移到Y1或Y3位置需要收弧时，收弧位置应分别超过Y1或Y3位置的横向中心线5～10mm。

7.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在收弧和收尾步骤中，当焊条重新引燃继续上移到Y4位置需要熄弧时，熄弧位置应分别超过Y4位置5～10mm。

8.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在接头步骤中，在Y2位置接头时，先将起头部位打磨成斜坡状，在其后方5～10mm处引弧，电弧引燃后前移，到达接口处时作停留，直至听到穿透声出现新的熔孔。

9.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在收尾步骤中，先将右半圈上方的定位焊铲去，将Y4位置打磨成斜坡状。

10.如权利要求1至9任一项所述的焊接方法，其特征在于：在焊接步骤中，先依次焊Y2、Y3、Y4半圈，再焊Y2、Y1、Y4半圈。

11.如权利要求1至9任一项所述的焊接方法，其特征在于：焊条直径为2.5mm至3.2mm。

12.如权利要求1至9任一项所述的焊接方法，其特征在于：所述斜管的外直径大于76mm。

13.如权利要求1至9任一项所述的焊接方法，其特征在于：焊接时，焊条与管子轴线之间的角度为35°～40°，焊条与焊钳形成的角度为120°～150°。

14.如权利要求1至9任一项所述的焊接方法，其特征在于：焊接电流为110～120A。

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