CN102653022B

CN102653022B - 焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法

Info

Publication number: CN102653022B
Application number: CN201210151085.4A
Authority: CN
Inventors: 刘巍; 韩乃山; 张富源; 胡广杰; 张伟栋; 冯英超; 郭利峰; 黄炳炎
Original assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd; Nuclear Power Institute of China; China Nuclear Industry 23 Construction Co Ltd
Current assignee: China Nuclear Power Engineering Co Ltd; Nuclear Power Institute of China; China Nuclear Industry 23 Construction Co Ltd
Priority date: 2012-05-16
Filing date: 2012-05-16
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2032-05-16
Also published as: CN102653022A

Abstract

本发明涉及管道对接接口的焊接方法。为解决现有技术中TIG+SMAW焊接方法工作量大、焊接效果差及焊接周期长，TOCE焊接方法对组对间隙大于1.0mm的对接接口无法施焊进而导致工期延长及成本高的问题，本发明提出一种焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，所述管道的管径＞700mm，壁厚＞30mm，试件组对，背氩保护；从待焊接管道内壁进行TIG打底焊接；TOCE初步填充焊接，并根据需要对局部焊道进行调整；TOCE填充焊接及盖面焊接，焊接完成。采用该焊接方法可对组对间隙大于1.0mm的对接接口进行焊接，降低了管道对接难度，且只在点固焊接及打底焊接时采用TIG手工焊接方法焊接，其余焊接工作均采用TOCE自动焊接方法焊接，提高了焊接速度及焊接效果，缩短了工期，降低了成本。

Description

焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法

技术领域

本发明涉及管道对接接口的焊接方法，尤其涉及大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的焊接方法。

背景技术

在很多行业比如核电站建设及船舶制造等行业中，以及在进行设备安装时比如安装锅炉或压力容器等设备时，都需要对管径较大且管壁较厚的不锈钢管道进行对接，并对对接接口进行焊接以使对接在一起的两个管道连接在一起。

目前，在对大管径厚壁管道的对接接口进行焊接时，通常采用下述两种方法：一种是TIG+SMAW(手工焊：TIG，Tungsten Inert Gas Welding，钨极氩弧焊，在此表示为手工钨极氩弧焊；SMAW，Shield Metallic Arc Welding，焊条电弧焊)，另外一种是TOCE(窄间隙自动焊，TOCE是法语对窄间隙自动焊的简称)。

TIG+SMAW焊接方法一般只能对如图1所示的坡口形式的对接接口进行焊接，该对接接口的尺寸较大，最大处在45mm左右，且形成该对接接口的待焊接管道的组对间隙W为1.0-4.0mm。在对这样的对接接口进行焊接时，先采用TIG方法进行打底层(一般为3层)焊接，再采用SMAW方法进行填充层、盖面层的焊接。

由于TIG+SMAW焊接方法为手工焊接，且所适用的坡口的尺寸较大，TIG+SMAW焊接方法存在如下不足：

(1)由于坡口的整体尺寸较大，需要较多的焊接工作，焊接工作量大；

(2)由于整个焊缝的焊接全部采用人工作业，受人工因素影响较大，易出现夹渣及气孔，焊接效果差；

(3)由于工作量过大及人工的疲劳因素使得焊接周期较长，焊接周期长。

由于TOCE焊接方法为单层单道焊，在进行TOCE焊接时，焊缝的根部宽度的最大值与最小数值之间的偏差即焊道根部宽度偏差不宜超过0.5mm，最大不得超过1.0mm，否则就无法保证焊缝两壁实现较好的熔合，所以TOCE焊接方法一般仅适用于如图2所示的坡口形式的对接接口，这种对接接口的尺寸较小，最大处也不到20mm，且形成该对接接口的待焊接管道的组对间隙W为0-1.0mm，理想值为0mm。

在采用TOCE焊接方法对待焊接管道进行焊接就会存在如下不足：

(1)当待焊接管道的组对间隙大于1.0mm时，由于组对间隙过大而使得焊缝的根部宽度过大，在采用TOCE方法进行焊接时，电弧将集中在待焊接管道的坡口的根部钝边上，致使坡口的根部钝边因受热过大而烧穿，故组对间隙必须小于1.0mm，否则无法施焊。由此可见，TOCE焊接方法对坡口组对精度要求较高，增加了管道对接的施工难度。

(2)由于在预定采用TOCE焊接方法对组对的管道的对接接口进行焊接时，在制造管道时，通常会将管道坡口设置为如图2所示的宽度较小的坡口。当组对间隙大于1.0mm时，无法采用TOCE焊接方法进行焊接，此时又由于坡口宽度较小，在6.5-22.0mm左右，手工焊把及施工人员的手臂均无法伸入其中，无法焊接，也就是说这样的对接接口也不能采用TIG+SMAW方法进行焊接，因此，必须更换管道才能继续安装，而重新采购管道，其采购、机加、验收周期至少在半年以上，导致工期延长，且成本高。

发明内容

为解决现有技术中TIG+SMAW焊接方法工作量大、焊接效果差及焊接周期长，TOCE焊接方法对组对间隙大于1.0mm的对接接口无法施焊进而导致工期延长及成本高的问题，本发明提出一种焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，所述管道的管径＞700mm，壁厚＞30mm，该焊接方法包括如下步骤：

第一步，试件组对：

将两个待焊接管道的坡口对接在一起形成对接接口，再在该对接接口内设置点固棒，并将所述点固棒的两端分别与所述对接接口的两侧焊接在一起，使这两个待焊接管道的相对位置固定；

第二步，背氩保护：

先在所述对接接口处的内外两侧分别粘贴至少一层胶带，将所述对接接口密封形成充氩装置，并在位于所述待焊接管道的外壁上的胶带上开设进气口和出气口，且所述进气口在竖直方向上的高度低于所述出气口在竖直方向上的高度；

然后从所述进气口向所述充氩装置内充入保护气体，将密封在所述充氩装置内的空气排出到所述充氩装置的外部；

第三步，TIG打底焊接：

从所述待焊接管道的内部采用TIG焊接方法对所述对接接口进行打底焊接，在焊接过程中将粘贴在所述待焊接管道内壁上的胶带除去并使所述对接接口的坡口的根部钝边熔透，且焊接电流为72-126A，保护气体的流量为10-15L/min；

当所述待焊接管道水平对接时，以所述对接接口在竖直方向上的最低点为焊接起点向两侧焊接，并以所述对接接口在竖直方向上的最高点为焊接终点；

第四步，TOCE初步填充焊接：

在打底焊接完成后，从所述待焊接管道的外部采用TOCE焊接方法对位于所述对接接口内的焊道进行初步填充焊接使所述焊道内的熔敷金属的厚度达到4.0mm，且在焊接时将所述待焊接管道外壁上的胶带除去；

所述初步填充焊接采用第一道焊接偏向组对管道中的一个待焊接管道的端部，第二道焊接偏向另一个待焊接管道的端部的偏离焊接方法焊接以使熔池与所述待焊接管道的端部良好熔合；

第五步，检测焊道的根部宽度偏差：

在所述焊道内的熔敷金属的厚度达到4.0mm后，对所述焊道的根部宽度偏差进行检测；

当该根部宽度偏差β≤1.0mm时，直接进入下一步骤，对所述焊道进行填充焊接；当该根部宽度偏差β＞1.0mm时，先采用TOCE偏离焊接方法进行不添丝焊接以对所述焊道的局部根部宽度进行调整，然后对所述焊道的根部宽度偏差进行检测，若该根部宽度偏差β≤1.0mm，则停止调整，进入下一步骤；否则采用TOCE偏离焊接方法进行添丝焊接继续对所述焊道的根部宽度进行调整，然后对所述焊的根部宽度偏差进行检测，若该根部宽度偏差β≤1.0mm，则停止调整，进入下一步骤；否则继续采用TOCE偏离焊接方法对所述焊道的根部宽度进行调整，先进行不添丝焊接，后进行添丝焊接，且每次焊接后均对所述焊道的根部宽度偏差进行检测，直到所述根部宽度偏差β≤1.0mm；

第六步，TOCE填充焊接及盖面焊接：

采用TOCE焊接方法对所述焊道进行填充焊接，并在填充完成后进行盖面焊接，焊接完成。

采用该焊接方法可对组对间隙大于1.0mm的对接接口进行焊接，降低了管道对接难度，且只在点固焊接及打底焊接时采用TIG手工焊接方法焊接，其余焊接工作均采用TOCE自动焊接方法焊接，提高了焊接速度及焊接效果，缩短了工期，并降低了成本。

优选地，所述保护气体为氩气或氩氦混合气，且所述氩氦混合气中的氩气与氦气的体积比为3∶7。

优选地，在该方法的第一步中，在所述对接接口内设置6-10个点固棒，且所述点固棒不设置在所述对接接口的组对间隙最大处。这样，可以避免在打底焊接时该处焊缝无法收缩。

进一步地，采用TIG焊接方法对所述点固棒进行点固，且焊接电流为85-95A，保护气体的流量为10-15L/min。

优选地，在该方法的第二步中，当所述待焊接管道水平对接时，所述进气口位于所述对接接口竖直方向上的最低点，所述出气口位于所述对接接口竖直方向上的最高点；当所述对接接口为横口时，所述进气口与所述出气口在所述对接接口上对角相向。这样，由于保护气体的比重大于空气的比重，可将密封在所述对接接口中的空气全部排出。

优选地，在进行TOCE填充焊接前，TOCE添丝焊接的焊接电流的的峰值范围为190-230A、基值范围为90-130A、频率为1.8pps、占空比为50％，焊接速度为2.5-2.8ipm，焊丝直径为0.8mm，送丝速度的峰值范围为25-50ipm、基值范围为10-30ipm，保护气体的流量范围为145-165SCF/H，弧压范围为9.0-9.8V。

优选地，在该方法的第五步中，在对所述焊道宽度进行调整时，TOCE不添丝焊接的焊接电流的峰值范围为225-230A、基值范围为125-130A、频率为1.8pps、占空比为50％，焊接速度为2.5-2.8ipm，保护气体的流量范围为145-165SCF/H，弧压范围为9.5-9.8V。

附图说明

图1是现有技术中采用TIG+SMAW焊接方法进行焊接的对接接口的结构示意图；

图2是现有技术中采用TOCE焊接方法进行焊接的对接接口的结构示意图；

图3是本发明采用TIG+TOCE焊接方法进行焊接的工作流程图。

具体实施方式

在采用TIG+TOCE焊接方法进行焊接时，可以随意选取焊接设备。比如在核电建设过程中，常选用的焊接设备为加拿大LIBURDI GOLD TRACK VI的焊接电源，H型焊接机头，H2-FV/H2-F1C3(全位置焊接机头)以及直径为38″(英寸)的机头导轨。另外，在进行焊接时，选用惰性气体作为保护气体，比如既可以单独选用Ar(氩气)，也可以选用Ar与He的体积比为3∶7的氩氦混合气。

采用本发明方法对大厚壁管道进行焊接时，工作流程如图3所示，包括如下步骤：

第一步，试件组对。

先将待焊接的两个管道相向的坡口对接在一起，然后在由这两个坡口组对形成的对接接口内设置点固棒，同时使用TIG焊接点固的方法将点固棒的两端与待焊接的两个管道焊接在一起，使待焊接的两个管道的相对位置固定，以便于焊接。在设置点固棒时，可根据待焊接管道的管径的大小调整点固棒的数量，且在坡口的组对间隙最大处不设置点固棒，以避免在进行打底焊接时该处焊缝无法收缩，致使焊道的根部宽度偏差太大而无法进行TOCE焊接。

第二步，背氩保护。

先在待焊接管道的对接接口处的管道外壁和内壁上分别粘贴至少一层胶带，以将该对接接口密封形成充氩装置，并在位于管道外壁上的胶带上开设进气口和出气口，且进气口的竖直高度低于出气口的竖直高度。优选地，当待焊接管道水平对接时，进气口位于对接接口竖直方向上的最低点，出气口位于对接接口竖直方向上的最高点。由于保护气体的比重大于空气的比重，这样，在保护气体由位于最低点的进气口进入充氩装置，将充氩装置中的空气从位于最高点的出气口排出时，充氩装置中剩余的空气最少，保护气体的含量最高，可避免焊接时熔池中的金属被氧化，或出现气孔，以提高焊接质量。当然，当待焊接管道的对接接口为焊接横口时，也就是说当待焊接管道在竖直方向上对接时，出气口在竖直方向上的高度要高于进气口在竖直方向上的高度，优选地，出气口与进气口在对接接口上对角相向。然后由施工人员从进气口向充氩装置内充入保护气体，同时将其中的空气排出。

第三步，TIG打底焊接。

由施工人员在待焊接管道的内部用TIG焊接方法对待焊接管道的对接接口的内壁进行打底焊接，且在焊接过程中使坡口的根部钝边熔透。当待焊接管道水平对接时，采用双向上式焊接方式进行焊接，即以待焊接管道的对接接口在竖直方向上的最低点为焊接起点，沿该点的两侧向上焊接；当待焊接管道在竖直方向上对接，对接接口为焊接横口即焊缝处于水平位置时，可以以该焊接横口上的任意位置为焊接起点。

第四步，TOCE初步填充焊接。

在打底焊接完成之后，由于整个熔敷金属在对接接口内的填充厚度比较小，一般在2.5-3.0mm，在进行自熔焊接即不添丝焊接时极易烧穿，所以采用TOCE焊接方法从待焊接管道的外部进行偏离焊接，并使熔敷金属的厚度达到4.0mm，以避免在进行自熔焊接时焊道被烧穿，并在进行TOCE焊接的同时将所述待焊接管道外壁上的胶带除去。这里所说的偏离焊接指的是在对焊道的根部宽度最大的区域进行焊接时：第一道TOCE焊接偏向组对试件中的A试件端，以保证熔池与A试件端的良好熔合；第二道TOCE焊接偏向B试件端，以保证熔池与B试件端的良好熔合。

第五步，检测焊道根部宽度偏差。

在待焊接的焊道内的熔敷金属的厚度达到4.0mm后，对待焊接焊道的根部宽度偏差进行检测，当该焊道的根部宽度偏差小于或等于1.0mm时，直接采用TOCE焊接方法对待焊接焊道进行填充焊接；当该焊道的根部宽度偏差大于1.0mm时，采用添丝与不添丝相结合的TOCE偏离焊接方法对焊道宽度进行调整，直到该焊道的根部宽度偏差小于或等于1.0mm。也就是说，当焊道的根部宽度偏差大于1.0mm时，采用TOCE偏离焊接方法先进行添丝焊接，然后再进行不添丝焊接，以对焊道的根部宽度进行调整，若焊道的根部宽度偏差小于或等于1.0mm，则停止调整；若焊道的根部宽度偏差依然大于1.0mm，则继续采用TOCE偏离焊接方法先进行添丝焊接，再进行不添丝焊接对焊道的宽度进行调整，且每次添丝焊接或不添丝焊接完成后都需要对焊道的根部宽度进行测量，直到焊道的根部宽度偏差小于或等于1.0mm。在对待焊接的焊道进行调整时，采用TOCE偏离焊接方式进行焊接，其焊接的起弧位置优选为焊道根部宽度最大的位置，以使该焊道的根部宽度最大的位置先受热，进而使受热的局部区域收缩，以缩小焊道的根部宽度偏差。

在对焊道的根部宽度偏差进行检测时，比如对水平对接组对的管道之间的焊道的根部宽度进行检测时，通常检测出该焊道上在竖直方向上的最高点、最低点以及位于这两个点之间的中间高度上的两个点处的焊道的根部宽度值，比较得出最大宽度值与最小宽度值之间的差即是焊道的根部宽度偏差。当然，还可以通过检测出该焊道上的其他点处的焊道的根部宽度来对焊道的根部宽度偏差进行检测。

第六步，TOCE填充焊接及盖面焊接。

在根部焊道的宽度偏差小于或等于1.0mm后，再进行TOCE填充焊接，并在填充完成后进行盖面焊接。

下面以具体实施例来进一步地说明本发明所提出的焊接方法。

实施例1：对5G1T/5G2T位置，组对间隙为3.49mm焊接试件进行焊接

焊接试件规格为即管径为873mm，管壁厚度为69mm，材质为不锈钢，牌号为Z3CN20-09M。焊接中使用的设备为：

先对待焊接试件进行组对，并在对接接口内设置8个点固棒以使组对的两个试件的相对位置固定，然后再根据下述各个步骤中的焊接参数表进行焊接。

(1)试件的组对

点固棒的设置数量及点固焊接时的焊接参数如表1-1所示。

表1-1：

其中：L/min为升/分钟；A为安培。

(2)TIG打底焊接

打底焊接时的焊接参数如表1-2所示。

表1-2：

(3)第1、2道TOCE添丝焊接即TOCE初步填充焊接

在进行初步填充焊接时，采用“偏离焊接”的方法进行TOCE添丝焊接，且焊接参数如表1-3所示。

表1-3：

其中，SCF/H为标准立方英尺/小时，且1SCF/H≈0.472L/min；pps为脉冲数/秒；ipm为英寸每分钟；V为伏特。

(4)第一次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔(不添丝)焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表1-4所示。

表1-4：

(5)第3道TOCE添丝焊接

在进行第3道TOCE添丝焊接时，焊接参数如表1-5所示。

表1-5：

(6)第二次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表1-6所示。

表1-6：

(7)第4道TOCE添丝焊接

在进行第4道TOCE添丝焊接时，焊接参数如表1-7所示。

表1-7：

根据焊道根部宽度偏差检测可知，在进行上述各步骤操作后，焊缝即对接接口焊道的根部宽度如表1-8所示。

表1-8：

由于待焊道根部宽度趋于一致，再采用TOCE焊接方法进行填充焊接及盖面焊接。

由于焊道宽度随待焊接试件的对接接口焊缝的剩余深度的减小而增大，在进行填充焊接时，根据焊道宽度选择焊接工艺参数。焊接参数如表1-9所示，且焊丝直径为1.0mm。

表1-9：

在进行盖面焊接时，焊丝直径为1.0mm，焊接参数如表1-10所示。

表1-10：

在进行填充及盖面焊接时，保护气体流量及焊炬选择如表1-11所示。

表1-11：(Ar，氩氦混合气)

焊缝剩余深度(mm)	焊炬	气体流量(SCF/H)
			60-95	标准大焊炬	145-165
25-60	标准大焊炬	135-145
			0-25	标准焊炬	40-60

在焊接完成后，对焊接结果进行下述检验，且检验结果均合格。

(1)目视检验(VT：Visual Test)；

(2)液体渗透检验(PT：Penetration Test)；

(3)射线检验(RT：Ray Test)；

(4)超声波减压(UT：Ultrasonic Test)；

(5)理化检验(包括：横向拉伸、常温纵向拉伸、高温纵向拉伸、熔敷金属冲击、面弯、背弯、金相检验、化学分析、晶间腐蚀、热影响区冲击、弯曲、高温拉伸、常温拉伸)。

实施例2：对2GT位置，组对间隙3.62mm焊接试件进行焊接

焊接试件规格为材质为不锈钢，牌号为Z3CN20-09M。焊接中使用的设备为

(1)试件的组对

点固棒的设置数量及点固焊接时的焊接参数如表2-1所示。

表2-1：

(2)TIG打底焊接

打底焊接时的焊接参数如表2-2所示。

表2-2：

(3)第1、2道TOCE添丝焊接即TOCE初步填充焊接

在进行初步填充焊接时，采用“偏离焊接”的方法进行TOCE添丝焊接，且焊接参数如表2-3所示。

表2-3：

(4)第一次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表2-4所示。

表2-4：

(5)第3道TOCE添丝焊接

在进行第3道TOCE添丝焊接时，焊接参数如表2-5所示。

表2-5：

(6)第二次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表2-6所示。

表2-6：

(7)第4道TOCE添丝焊接

在进行第4道TOCE添丝焊接时，焊接参数如表2-7所示。

表2-7：

根据焊道根部宽度偏差检测可知，在进行上述各步骤操作后，焊缝即对接接口焊道的根部宽度如表2-8所示。

表2-8：

(8)由于根部宽度趋于一致，接着采用TOCE焊接方法进行填充焊接及盖面焊接。

由于焊道宽度随待焊接试件的对接接口焊缝的剩余深度的减小而增大，在进行填充焊接时，根据焊道宽度选择焊接工艺参数。焊接参数如表2-9所示，且焊丝直径为1.0mm。

表2-9：

其中，I_H为电流峰值，I_B为电流基值，V_fH为焊丝送丝速度的峰值，V_fB为焊丝送丝速度的基值。

在进行盖面焊接时，焊丝的直径为1.0mm，焊接参数如表2-10所示。

表2-10：

在进行填充及盖面焊接时，保护气体流量及焊炬选择如表2-11所示。

表2-11：(Ar，氩氦混合气)

同实施例1一样，在焊接完成后，对焊接结果进行检验，且检验结果均合格。

实施例3：对2GT位置，组对间隙1.2mm焊接试件进行焊接

焊接试件的规格为材质为不锈钢，牌号为Z3CN20-09M。焊接中使用的设备为：

先对待焊接试件进行组对，并在对接接口内设置6个点固棒以使组对的两个试件的相对位置固定，然后再根据下述各个步骤中的焊接参数表进行焊接。

(1)试件的组对

点固棒的设置数量及点固焊接时的焊接参数如表3-1所示。

表3-1：

(2)TIG打底焊接

打底焊接时的焊接参数如表3-2所示。

表3-2：

(3)第1、2道TOCE添丝焊接即TOCE初步填充焊接

在进行初步填充焊接时，采用“偏离焊接”的方法进行添丝焊接，且焊接参数如表3-3所示。

表3-3：

(4)第一次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表3-4所示。

表3-4：

根据焊道根部宽度偏差检测可知，在进行上述各步骤操作后，焊缝即对接接口焊的的根部宽度如表3-5所示。

表3-5：

(5)由于根部宽度趋于一致，接着采用TOCE焊接方法进行填充焊接及盖面焊接。

由于焊道宽度随待焊接试件的对接接口焊缝的剩余深度的减小而增大，在进行填充焊接时，根据焊道宽度选择焊接工艺参数。焊接参数如表3-6所示，且焊丝直径为1.0mm。

表3-6：

在进行盖面焊接时，焊丝直径为1.0mm，焊接参数如表3-7所示。

表3-7：

在进行填充焊接及盖面焊接时，保护气体流量及焊炬选择如表3-8所示。

表3-8：(Ar，氩氦混合气)

实施例4：对6GT位置，组对间隙4.0mm焊接试件进行焊接

试件规格为材质为不锈钢，牌号为Z3CN20-09M。焊接中使用的设备为

先对待焊接试件进行组对，并在对接接口内设置10个点固棒以使组对的两个试件的相对位置固定，然后再根据下述各个步骤中的焊接参数表进行焊接。

(1)试件的组对

点固棒的设置数量及点固焊接时的焊接参数如表4-1所示。

表4-1：

(2)TIG打底焊接

打底焊接时的焊接参数如表4-2所示。

表4-2：

(3)第1、2道TOCE添丝焊接即TOCE初步填充焊接

在进行初步填充焊接时，采用“偏离焊接”的方法进行添丝焊接，且焊接参数如表4-3所示。

表4-3：

(4)第一次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表4-4所示。

表4-4：

(5)第3道TOCE添丝焊接

在进行第3道TOCE添丝焊接时，采用“偏离焊接”的方法进行添丝焊接，焊接参数如表4-5所示。

表4-5：

(6)第二次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表4-6所示。

表4-6：

(7)第4道TOCE添丝焊接

在进行第4道TOCE添丝焊接时，采用“偏离焊接”的方法进行添丝焊接，且焊接参数如表4-7所示。

表4-7：

(8)第三次局部调整焊道

在进行局部焊道调整时，采用“偏离焊接”方法进行局部自熔焊接，且采用TOCE焊接方法进行自熔焊接，焊接参数如表4-8所示。

表4-8：

(9)第5道TOCE添丝焊接

在进行第5道TOCE添丝焊接时，焊接参数如表4-9所示。

表4-9：

根据焊道根部宽度偏差检测可知，在进行上述各步骤操作后，焊缝及对接接口的根部焊道的宽度如表4-10所示。

表4-10：

(10)由于根部宽度趋于一致，接着采用TOCE焊接方法进行填充焊接及盖面焊接。

由于焊道宽度随待焊接试件的对接接口焊缝的剩余深度的减小而增大，在进行填充焊接时，根据焊道宽度选择焊接工艺参数。焊接参数如表4-11所示，且焊丝直径为1.0mm。

表4-11：

在进行盖面焊接时，焊丝直径为1.0mm，焊接参数如表4-12所示。

表4-12：

在进行填充及盖面焊接时，保护气体流量及焊炬选择如表4-13所示。

表4-13：(Ar，氩氦混合气)

另外，在进行初步填充焊接、填充焊接及盖面焊接的焊接工艺参数中：

Vs为焊接过程中，钨极的实际线性速度；焊机参数输入面板中显示的线性速度

本发明方法除了适用于上述实施例中所给出的几种规格的管道外，还适用于壁厚大于30mm，且能够使焊接施工人员进入到其内部以实施打底焊接操作的其他规格的管道，这样的管道的管径通常大于700mm。

Claims

1.一种焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，所述管道的管径＞700mm，壁厚＞30mm，其特征在于，该焊接方法包括如下步骤：

第一步，试件组对：

第二步，背氩保护：

第三步，TIG打底焊接：

第四步，TOCE初步填充焊接：

第五步，检测焊道的根部宽度偏差：

当该根部宽度偏差β≤1.0mm时，直接进入下一步骤，对所述焊道进行填充焊接；当该根部宽度偏差β＞1.0mm时，先采用TOCE偏离焊接方法进行不添丝焊接以对所述焊道的局部根部宽度进行调整，然后对所述焊道的根部宽度偏差进行检测，若该根部宽度偏差β≤1.0mm，则停止调整，进入下一步骤；否则采用TOCE偏离焊接方法进行添丝焊接继续对所述焊道的根部宽度进行调整，然后对所述焊道的根部宽度偏差进行检测，若该根部宽度偏差β≤1.0mm，则停止调整，进入下一步骤；否则继续采用TOCE偏离焊接方法对所述焊道的根部宽度进行调整，先进行不添丝焊接，后进行添丝焊接，且每次焊接后均对所述焊道的根部宽度偏差进行检测，直到所述根部宽度偏差β≤1.0mm；

第六步，TOCE填充焊接及盖面焊接：

2.根据权利要求1所述的焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，其特征在于，所述保护气体为氩气或氩氦混合气，且所述氩氦混合气中的氩气与氦气的体积比为3∶7。

3.根据权利要求1或2所述的焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，其特征在于，在该方法的第一步中，在所述对接接口内设置6-10个点固棒，且所述点固棒不设置在所述对接接口的组对间隙最大处。

4.根据权利要求3所述的焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，其特征在于，采用TIG焊接方法对所述点固棒进行点固，且焊接电流为85-95A，保护气体的流量为10-15L/min。

5.根据权利要求1或2所述的焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，其特征在于，在该方法的第二步中，当所述待焊接管道水平对接时，所述进气口位于所述对接接口竖直方向上的最低点，所述出气口位于所述对接接口竖直方向上的最高点；当所述对接接口为横口时，所述进气口与所述出气口在所述对接接口上对角相向。

6.根据权利要求1或2所述的焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，其特征在于，在进行TOCE填充焊接前，TOCE添丝焊接的焊接电流的峰值范围为190-230A、基值范围为90-130A、频率为1.8pps、占空比为50％，焊接速度为2.5-2.8ipm，焊丝直径为0.8mm，送丝速度的峰值范围为25-50ipm、基值范围为10-30ipm，保护气体的流量范围为145-165SCF/H，弧压范围为9.0-9.8V。

7.根据权利要求1或2所述的焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，其特征在于，在该方法的第五步中，在对所述焊道的根部宽度进行调整时，TOCE不添丝焊接的焊接电流的峰值范围为225-230A、基值范围为125-130A、频率为1.8pps、占空比为50％，焊接速度为2.5-2.8ipm，保护气体的流量范围为145-165SCF/H，弧压范围为9.5-9.8V。