CN103203559A - 薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，包括以下步骤：步骤一、焊接端口处理：将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面；步骤二、焊口组对；步骤三、点焊；步骤四、熔焊：采用钨极氩弧焊机对两个所述管道节段进行熔焊，且其熔焊过程如下：焊前通入保护气体、采用钨极氩弧焊机对被焊接的两个管道节段进行焊接且焊接过程中连续通入氩气和焊后持续通入保护气体；步骤五：焊后封口保护。本发明设计合理、操作简便、实现方便且管道洁净度控制效果好、焊接质量高，能有效解决现有焊接方法存在的劳动强度大、效率低、生产成本高、焊口氧化严重、焊缝内外成型差、管道内部洁净度不易控、洁净度控制效果较差等缺陷和不足。

Description

薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺

技术领域

本发明涉及一种洁净管道焊接工艺，尤其是涉及一种薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺。

背景技术

在电子工业生产过程中，必须要用到大量的氢气、氧气、氩气、甲烷、硅烷、氯化氢、氨气等气体，而且对这些气体的纯度和洁净度要求非常高，从而对传输这些气体的不锈钢管道提出了非常高的要求，管道施工的洁净度，可以直接影响产品的品质，所以保证管道施工过程的清洁和焊接质量就至关重要。例如，电子级多晶硅的生产工艺要求原料要在“无油、无水、无尘”的环境下运行，因而所用管道内部的洁净度要求相当高。

在洁净不锈钢管道的焊接技术领域中，目前通用的主要施工方法有手工焊法、单一轨道焊法等焊接施工方法。但实际施工时，上述焊接施工方法均存在工人劳动强度大、效率低、生产成本高、焊口氧化严重、焊缝内外成型差、管道内部洁净度不易控、洁净度控制效果较差等缺陷和不足。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其设计合理、操作简便、实现方便且管道洁净度控制效果好、焊接质量高，能有效解决现有焊接方法存在的劳动强度大、效率低、生产成本高、焊口氧化严重、焊缝内外成型差、管道内部洁净度不易控、洁净度控制效果较差等缺陷和不足。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、焊接端口处理：将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面；两个所述管道节段均为不锈钢管，两个所述管道节段的外径和壁厚均相同，所述管道节段的外径为Φ6.3mm～Φ190.5mm且其壁厚不大于3mm；

步骤二、焊口组对：对两个所述管道节段进行焊口组对；

步骤三、点焊：步骤二中焊口组对后，采用电焊设备对两个所述管道节段进行点焊定位，且点焊焊点数量不小于3点；

步骤四、熔焊：采用钨极氩弧焊机对两个所述管道节段进行熔焊，且其熔焊过程如下：

步骤401、焊前通入保护气体：启动氩气供给设备且通过气体输送管道，向被焊接的两个管道节段内连续通入氩气，且连续通入氩气的时间不少于t1；其中，当所述管道节段的外径≤Φ38.1mm时，t1=15s～25s；当所述管道节段的外径＞Φ38.1mm时，t1=55s～65s；

步骤402、熔焊：采用钨极氩弧焊机，对被焊接的两个所述管道节段进行焊接；且实际焊接过程中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气；

实际进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1，且钨极前端部与焊接位置的间距为d2；其中，当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，d1=0.8mm～1.2mm；当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，d1=1.4mm～1.8mm；当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，d2=0.8mm～1.2mm；当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，d2=1.5mm～2.0mm；

步骤403、焊后持续通入保护气体：步骤402中焊接完成后，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气，且持续通气时间为t2；其中，当所述管道节段的外径≤Φ38.1mm时，t2=15s～25s；当所述管道节段的外径＞Φ38.1mm时，t2=55s～65s；

步骤五：焊后封口保护：对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤一中两个所述管道节段均为不锈钢气体传输管道；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气时，所通入氩气的气流方向与实际使用时所述不锈钢气体传输管道内气体的传输方向一致；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为5L/min～14L/min。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤二中对两个所述管道节段进行焊口组对后且步骤三中进行点焊定位之前，启动氩气供给设备且通过气体输送管道，向被焊接的两个管道节段内连续通入氩气，且连续通入氩气的时间不少于1min。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤二中对两个所述管道节段进行焊口组对后，两个所述管道节段连接成一个待焊接气体传输管道；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气时，所述氩气供给设备从待焊接气体传输管道实际使用时的进气端，向所述待焊接气体传输管道内通入氩气。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤五中对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护后，还需多次重复步骤一至步骤五，直至完成需加工薄壁不锈钢洁净管道的整体焊接过程；所述需加工薄壁不锈钢洁净管道由多个所述管道节段从前至后拼装组成，前后相邻两个所述管道节段之间均以焊接方式进行连接，且前后相邻两个所述管道节段之间均按照步骤一至步骤五所述的方法进行焊接；实际对需加工薄壁不锈钢洁净管道进行焊接时，按照需加工薄壁不锈钢洁净管道实际使用时的气体传输方向，由前至后对拼装组成所述需加工薄壁不锈钢洁净管道的多个管道节段进行焊接。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤402中所述钨极氩弧焊机为世伟洛克Swagelok M200焊机或ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机；且步骤402中进行焊接时，当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，所述钨极氩弧焊机为ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机；当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，所述钨极氩弧焊机为世伟洛克Swagelok M200焊机。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤402中进行焊接时，采用管道焊接用滚轮架对被焊接的两个所述管道节段进行旋转；当所述管道节段的壁厚为0.89mm以下时，两个所述管道节段的旋转速度为6.0rpm～7.2rpmm，焊接时间为10s～13s；当所述管道节段的壁厚为0.89m～2.11mm时，两个所述管道节段的旋转速度为2.1rpm～4.8rpm，焊接时间为15s～35s；当所述管道节段的壁厚为2.16mm～3mm时，两个所述管道节段的旋转速度为1.0rpm～1.4rpm，焊接时间为40s～240s。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤402中进行焊接时，当所述管道节段的壁厚为0.51mm～0.89mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为0.74mm～0.78mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1mm且其尖端直径为Φ0.5mm；当所述管道节段的壁厚为1.24mm～2.11mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.25mm～1.3mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1.6mm且其尖端直径为Φ0.75mm～Φ0.8mm；当所述管道节段的壁厚为2.31mm～3mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.75mm～1.8mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ2.4mm且其尖端直径为Φ1mm。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤一中将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面后，还需采用氩气对所述管端焊接面进行吹扫，且吹扫后还需用蘸有不锈钢清洗剂的无尘布对所述管端焊接面进行擦洗；步骤二中两个所述管道节段焊口组对后的对口间隙不超过0.5mm；步骤五中对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护时，先采用氩气供给设备在两个所述管道节段内部充满氩气，之后再采用洁净塑料纸或洁净塑料袋对两个所述管道节段进行封口保护。

上述薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征是：步骤三中进行点焊时，各点焊焊点的熔核直径不大于3mm；且步骤三中进行点焊时，当所述管道节段的外径≤Φ50mm时，点焊焊点的点数为3点～4点；当所述管道节段的外径＞Φ50mm时，点焊焊点的点数为6点～8点。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、焊接工艺设计合理、实现方便且简单易行。

2、操作简易、劳动强度低且效率高、生产成本较低。

3、在管道熔焊的各个施工环节均采取了合理且有效的洁净措施，杜绝施工过程中铁屑、飞溅物、氧化皮、水汽等有害物的进入、残留，以达到工艺管道洁净度的过程控制。

4、使用本熔焊工艺，被焊接管材可以不开坡口，实现无间隙对口，通过母材自熔形成熔接接头，避免了管内侵入污物。同时，采用全自动轨道氩弧焊机为焊接工具，由全自动轨道氩弧焊机的控制电脑对焊接电流和焊接转速精确调节控制，充分保证对焊道的全焊接过程可控性。熔接中设置熔前预充气和熔后充气，可以使熔口内外表面在起弧熔接和收弧冷却后持续处于冲氩保护状态，可更好保证熔接接头的洁净度和光亮度。对各种规格的薄壁不锈钢洁净管道、焊接阀门、管道配件的工厂化预制以及现场焊接施工提供良好保证。

5、焊接质量高，焊缝内基本无氧化、光洁度高、更平滑，熔缝与母材基本平齐，和母材光泽度相同，无焊渣，能够100%保证管道洁净度。

6、熔接速度快，功效高，节省氩气消耗，施工工期短。

7、熔接时焊接区域全封闭，焊接弧光无外漏、无辐射，提高了焊接防火的安全性。

8、熔接区间小，不受空间狭窄对焊道的影响，施工环境适应性广。

9、直接熔焊母材，无需焊丝等焊材，节约成本。

10、经试验对比，熔接强度高，焊缝强度是同等母材的1.5倍。

11、焊缝内外成型质量好，熔接后的焊缝表面没有气孔、裂纹等缺陷，焊缝与母材平齐，焊缝整齐美观，波纹均匀细小。

12、对多个管道节段进行安装过程中，顺着氩气的通入方向（或管道实际使用时的气体输送方向）依次熔接，能有效保证末道焊缝的质量。熔接后用不锈钢刷轻擦焊口表面，使之光亮。

13、适用范围广，能有效推广适用至多种尺寸薄壁不锈钢洁净管道的氩弧焊接过程中。

综上所述，本发明设计合理、操作简便、实现方便且管道洁净度控制效果好、焊接质量高，能有效解决现有焊接方法存在的劳动强度大、效率低、生产成本高、焊口氧化严重、焊缝内外成型差、管道内部洁净度不易控、洁净度控制效果较差等缺陷和不足。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的工艺流程框图。

具体实施方式

实施例1

如图1所示的一种薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，包括以下步骤：

步骤一、焊接端口处理：将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面；两个所述管道节段均为不锈钢管，两个所述管道节段的外径和壁厚均相同，所述管道节段的外径为Φ6.3mm～Φ190.5mm且其壁厚不大于3mm。

本实施例中，两个所述管道节段的外径为Φ16mm～Φ18mm且其壁厚为0.64mm。

实际进行焊接端口处理之前，需先对被焊接的所述管道节段进行预制，且其预制过程必须在洁净室内进行，预制的目的是使现场的焊接工作量降至最低。所述管道节段加工前后或间歇时必须用洁净塑料封口。

本实施例中，步骤一中将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面后，还需采用氩气对所述管端焊接面进行吹扫，且吹扫后还需用蘸有不锈钢清洗剂的无尘布对所述管端焊接面进行擦洗。实际使用时，也可以采用氩气对所述管端焊接面进行吹扫。因而，在对管端焊接面进行铣平后，通过氩气吹扫和清洗剂擦洗

同时，步骤一中将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面后，还需采用倒角机或锉刀对各管道节段的所述管端焊接面进行倒角处理；且对所述管道节段的管端焊接面进行倒角处理时，在所述管道节段的另一端用氮气或氩气进行吹扫。所加工倒角的角度为30°～60°。本实施例中，所加工倒角的角度为45°，实际施工时，也可根据具体需要，对所加工倒角的角度进行相应调整。加工倒角后，能进一步提高两个管道节段之间的焊缝质量，并且也方便焊接。同时，倒角过程中，也使用保证洁净度的有效措施，因而不会对管道的洁净度造成任何不良影响。

另外，对所述管道焊接面进行铣平或擦洗时，需将所述管道节段的管口略微朝下，以防止微小颗粒落入管道节段中。

步骤二、焊口组对：对两个所述管道节段进行焊口组对。

本实施例中，两个所述管道节段焊口组对后的对口间隙不超过0.5mm。这样，能有效保证焊口对口紧密，提高熔接质量。

实际施工时，可以采用直尺对所述管道节段的管端焊接面与其中心轴线是否相垂直进行判断。

步骤三、点焊：步骤二中焊口组对后，采用电焊设备对两个所述管道节段进行点焊定位，且点焊焊点数量不小于3点。

本实施例中，步骤二中对两个所述管道节段进行焊口组对后且步骤三中进行点焊定位之前，启动氩气供给设备且通过气体输送管道，向被焊接的两个管道节段内连续通入氩气，且连续通入氩气的时间不少于1min。此时，所述氩气供给设备通入氩气的气流量为5L/min～14L/min。这样，也有效保证管道洁净度。

本实施例中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量为10L/min。

本实施例中，所述电焊设备为氩弧焊机。实际使用时，所述电焊设备也可以采用其它类型的焊机。

本实施例中，进行点焊时，各点焊焊点的熔核直径不大于3mm。

并且，步骤三中进行点焊时，当所述管道节段的外径≤Φ50mm时，点焊焊点的点数为3点～4点；当所述管道节段的外径＞Φ50mm时，点焊焊点的点数为6点～8点。实际进行点焊时，当所述管道节段的外径越大时，点焊焊点的点数越多；反之，当所述管道节段的外径越小时，点焊焊点的点数越少。

本实施例中，点焊焊点的点数为3点。

实际进行点焊时，通过对焊点的熔核直径进行限定，不仅能有效保证点焊质量，不会出现因点焊工序造成管道焊接质量不符合要求的现象；同时，根据被焊接管道节段的壁厚对点焊点数进行调整，使得点焊定位能够得到有效保证。

步骤四、熔焊：采用钨极氩弧焊机对两个所述管道节段进行熔焊，且其熔焊过程如下：

步骤401、焊前通入保护气体：启动氩气供给设备且通过气体输送管道，向被焊接的两个管道节段内连续通入氩气，且连续通入氩气的时间不少于t1；其中，当所述管道节段的外径≤Φ38.1mm时，t1=15s～25s；当所述管道节段的外径＞Φ38.1mm时，t1=55s～65s。

步骤402、熔焊：采用钨极氩弧焊机，对被焊接的两个所述管道节段进行焊接；且实际焊接过程中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气。

实际进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1，且钨极前端部与焊接位置的间距为d2；其中，当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，d1=0.8mm～1.2mm；当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，d1=1.4mm～1.8mm；当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，d2=0.8mm～1.2mm；当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，d2=1.5mm～2.0mm。

其中，焊接位置为是熔焊时，焊件接缝所处的空间位置。实际进行熔焊时，为了防止电弧热烧坏喷嘴，钨极端部突出喷嘴之外，而钨极端头至喷嘴面的距离叫钨极伸出长度。

实际进行焊接时，当所述管道节段的壁厚为0.51mm～0.89mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为0.74mm～0.78mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1mm且其尖端直径为Φ0.5mm；当所述管道节段的壁厚为1.24mm～2.11mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.25mm～1.3mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1.6mm且其尖端直径为Φ0.75mm～Φ0.8mm；当所述管道节段的壁厚为2.31mm～3mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.75mm～1.8mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ2.4mm且其尖端直径为Φ1mm。

本实施例中，步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=1mm。所述钨极氩弧焊机的电弧长度优选为0.76mm。

实际进行焊接时，可根据具体需要，对d1和d2的取值大小以及所述钨极氩弧焊机的电弧长度和所用钨极的直径与尖端直径大小进行相应调整。

并且，实际进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的脉冲频率为2Hz～10Hz。焊接之前，最小焊接电流为16A～62A，且最大焊接电流为19A～101A。实际焊接时，可根据具体需要，对脉冲频率和焊接电流大小进行相应调整。实际进行焊接过程中，脉冲频率越高，焊缝表面的波纹越细密，焊缝的平整度越好。而焊缝熔深和宽度随着脉冲电流和基值电流的增大而增加。

本实施例中，步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机所用钨极的长度L=（d1-d2）/2-d3，其中d1和d3分别为采用所述钨极氩弧焊机进行焊接时的焊头回转直径和电弧长度，d2为被焊接管道节段的外径。

另外，步骤402中进行焊接时，采用管道焊接用滚轮架对被焊接的两个所述管道节段进行旋转；当所述管道节段的壁厚为0.89mm以下时，两个所述管道节段的旋转速度为6.0rpm～7.2rpmm，焊接时间为10s～13s；当所述管道节段的壁厚为0.89m～2.11mm时，两个所述管道节段的旋转速度为2.1rpm～4.8rpm，焊接时间为15s～35s；当所述管道节段的壁厚为2.16mm～3mm时，两个所述管道节段的旋转速度为1.0rpm～1.4rpm，焊接时间为40s～240s。

本实施例中，步骤402中进行焊接时，两个所述管道节段的旋转速度为6.5rpmm，焊接时间为12s。

实际进行焊接时，当被焊接管道节段的壁厚越厚时，两个所述管道节段的旋转速度越慢，且焊接时间越长；反之，当被焊接管道节段的壁厚越薄时，两个所述管道节段的旋转速度越快，且焊接时间越短。实际进行焊接过程中，可根据具体需要，对被焊接管道节段的旋转速度和焊接时间进行相应调整。

本实施例中，步骤402中进行焊接时，当所述管道节段的壁厚为0.64mm时，所述钨极氩弧焊机的脉冲峰值/基值时间(s)=0.1/0.1；当所述管道节段的壁厚为0.89m～2.11mm时，所述钨极氩弧焊机的脉冲峰值/基值时间(s)=0.2/0.2；当所述管道节段的壁厚为2.16m～3mm时，所述钨极氩弧焊机的脉冲峰值/基值时间(s)=0.3/0.3。

实际使用时，步骤402中所述钨极氩弧焊机为世伟洛克Swagelok M200焊机或ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机。并且，步骤402中进行焊接时，当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，所述钨极氩弧焊机为ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机；当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，所述钨极氩弧焊机为世伟洛克Swagelok M200焊机。

本实施例中，所述钨极氩弧焊机为世伟洛克Swagelok M200焊机。

步骤403、焊后持续通入保护气体：步骤402中焊接完成后，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气，且持续通气时间为t2；其中，当所述管道节段的外径≤Φ38.1mm时，t2=15s～25s；当所述管道节段的外径＞Φ38.1mm时，t2=55s～65s。

实际焊接时，步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为5L/min～14L/min。本实施例中，步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为5L/min～10L/min。

实际焊接过程中，步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为25mm/s～35mm/s。本实施例中，步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为30mm/s。

并且，可根据具体需要，对所述氩气供给设备通入氩气的气流量和流速大小进行相应调整。其中，氩气流量越大，焊缝表面余高越小。

本实施例中，t1=t2=20s。

实际施工时，可以根据具体需要，对t1和t2的取值大小进行相应调整。

步骤五：焊后封口保护：对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护。

本实施例中，步骤五中对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护时，先采用氩气供给设备在两个所述管道节段内部充满氩气，之后再采用洁净塑料纸或洁净塑料袋对两个所述管道节段进行封口保护。

本实施例中，步骤一中两个所述管道节段均为不锈钢气体传输管道；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气时，所通入氩气的气流方向与实际使用时所述不锈钢气体传输管道内气体的传输方向一致。其中，“实际使用时所述不锈钢气体传输管道内气体的传输方向”为洁净管道焊接完成且投入使用过程中所述不锈钢气体传输管道内气体的传输方向。

步骤二中对两个所述管道节段进行焊口组对后，两个所述管道节段连接成一个待焊接气体传输管道；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气时，所述氩气供给设备从待焊接气体传输管道实际使用时的进气端，向所述待焊接气体传输管道内通入氩气。其中，“待焊接气体传输管道实际使用时的进气端”为洁净管道焊接完成且投入使用过程中待焊接气体传输管道的进气端。

实际施工时，只需将所述气体输送管道的出气端与待焊接气体传输管道的进气端相接即可。

本实施例中，步骤五中对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护后，还需多次重复步骤一至步骤五，直至完成需加工薄壁不锈钢洁净管道的整体焊接过程；所述需加工薄壁不锈钢洁净管道由多个所述管道节段从前至后拼装组成，前后相邻两个所述管道节段之间均以焊接方式进行连接，且前后相邻两个所述管道节段之间均按照步骤一至步骤五所述的方法进行焊接；实际对需加工薄壁不锈钢洁净管道进行焊接时，按照需加工薄壁不锈钢洁净管道实际使用时的气体传输方向，由前至后对拼装组成所述需加工薄壁不锈钢洁净管道的多个管道节段进行焊接。其中，“需加工薄壁不锈钢洁净管道实际使用时的气体传输方向”为洁净管道焊接完成且投入使用过程中的气体传输方向。

也就是说，按照需加工薄壁不锈钢洁净管道实际使用时的气体传输方向，由前至后对多个所述管道节段进行焊接，且焊接之前，只需将所述气体输送管道的初气端与所述需加工薄壁不锈钢洁净管道的进气端相接即可。其中，多个所述管道节段中处于最前端的管道节段为前端管道节段，且所述需加工薄壁不锈钢洁净管道的进气端为所述前端管道节段的进气端。如果此时所述需加工薄壁不锈钢洁净管道末端的阀门已经连接好，则需将阀门也用塑料纸包裹封装，避免在运输过程中污染。

实施例2

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤三中所述氩气供给设备通入氩气的气流量为5L/min；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=0.8mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=0.8mm，所述钨极氩弧焊机的电弧长度优选为0.74mm，两个所述管道节段的旋转速度为6.0rpm且焊接时间为13s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为5L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为25mm/s，且t1=t2=15s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

实施例3

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤三中所述氩气供给设备通入氩气的气流量为14L/min；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.2mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=1.2mm，所述钨极氩弧焊机的电弧长度优选为0.78mm，两个所述管道节段的旋转速度为7.2rpm且焊接时间为10s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为14L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为35mm/s，且t1=t2=25s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

实施例4

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中所述管道节段的外径为Φ25mm～Φ30mm且其壁厚为0.89mm～2.11mm；步骤402中所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.25mm～1.3mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1.6mm且其尖端直径为Φ0.75mm～Φ0.8mm；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.6mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=1.8mm，两个所述管道节段的旋转速度为3.5rpm，焊接时间为25s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为14L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为35mm/s，且t1=t2=25s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

实施例5

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中所述管道节段的外径为Φ25mm～Φ30mm且其壁厚为0.89mm～2.11mm；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.4mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=1.5mm，两个所述管道节段的旋转速度为2.1rpm，焊接时间为35s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为5L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为25mm/s，且t1=t2=15s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

实施例6

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中所述管道节段的外径为Φ25mm～Φ30mm且其壁厚为0.89mm～2.11mm；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.8mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=2.0mm，两个所述管道节段的旋转速度为4.8rpm，焊接时间为15s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

实施例7

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中所述管道节段的外径为Φ45mm～Φ48mm且其壁厚为1.24mm～2.11mm；步骤402中所述钨极氩弧焊机为ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机；所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.25mm～1.3mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1.6mm且其尖端直径为Φ0.75mm～Φ0.8mm；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.5mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=1.8mm，两个所述管道节段的旋转速度优选为3.5rpm，焊接时间为25s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为14L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为35mm/s，且t1=t2=60s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

实施例8

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中所述管道节段的外径为Φ125mm～Φ135mm且其壁厚为2.16mm～3mm；步骤402中所述钨极氩弧焊机为ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机；所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.75mm～1.8mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ2.4mm且其尖端直径为Φ1mm；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.5mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=1.8mm，两个所述管道节段的旋转速度为1.2rpm，焊接时间为100s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为5L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为25mm/s，且t1=t2=65s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

实施例9

本实施例中，与实施例8不同的是：步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.4mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=1.5mm，两个所述管道节段的旋转速度为1.4rpm，焊接时间为40s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为14L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为35mm/s，且t1=t2=55s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例8相同。

实施例10

本实施例中，与实施例1不同的是：步骤一中所述管道节段的外径为Φ180mm～Φ185mm且其壁厚为2.16mm～3mm；步骤402中进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1=1.6mm，且钨极前端部与焊接位置的间距d2=2.0mm，两个所述管道节段的旋转速度为1.0rpm，焊接时间为240s；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为14L/min，所述氩气供给设备通入氩气的流速均为35mm/s，且t1=t2=55s。

本实施例中，其余工艺步骤和工艺参数均与实施例1相同。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (10)

1.一种薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于该工艺包括以下步骤：

步骤一、焊接端口处理：将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面；两个所述管道节段均为不锈钢管，两个所述管道节段的外径和壁厚均相同，所述管道节段的外径为Φ6.3mm～Φ190.5mm且其壁厚不大于3mm；

步骤二、焊口组对：对两个所述管道节段进行焊口组对；

步骤三、点焊：步骤二中焊口组对后，采用电焊设备对两个所述管道节段进行点焊定位，且点焊焊点数量不小于3点；

步骤四、熔焊：采用钨极氩弧焊机对两个所述管道节段进行熔焊，且其熔焊过程如下：

步骤401、焊前通入保护气体：启动氩气供给设备且通过气体输送管道，向被焊接的两个管道节段内连续通入氩气，且连续通入氩气的时间不少于t1；其中，当所述管道节段的外径≤Φ38.1mm时，t1=15s～25s；当所述管道节段的外径＞Φ38.1mm时，t1=55s～65s；

步骤402、熔焊：采用钨极氩弧焊机，对被焊接的两个所述管道节段进行焊接；且实际焊接过程中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气；

实际进行焊接时，所述钨极氩弧焊机的钨极伸出长度为d1，且钨极前端部与焊接位置的间距为d2；其中，当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，d1=0.8mm～1.2mm；当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，d1=1.4mm～1.8mm；当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，d2=0.8mm～1.2mm；当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，d2=1.5mm～2.0mm；

步骤403、焊后持续通入保护气体：步骤402中焊接完成后，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气，且持续通气时间为t2；其中，当所述管道节段的外径≤Φ38.1mm时，t2=15s～25s；当所述管道节段的外径＞Φ38.1mm时，t2=55s～65s；

步骤五：焊后封口保护：对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护。

2.按照权利要求1所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤一中两个所述管道节段均为不锈钢气体传输管道；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气时，所通入氩气的气流方向与实际使用时所述不锈钢气体传输管道内气体的传输方向一致；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通入氩气的气流量均为5L/min～14L/min。

3.按照权利要求1或2所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤二中对两个所述管道节段进行焊口组对后且步骤三中进行点焊定位之前，启动氩气供给设备且通过气体输送管道，向被焊接的两个管道节段内连续通入氩气，且连续通入氩气的时间不少于1min。

4.按照权利要求2所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤二中对两个所述管道节段进行焊口组对后，两个所述管道节段连接成一个待焊接气体传输管道；步骤401、步骤402和步骤403中，所述氩气供给设备通过所述气体输送管道连续向被焊接的两个管道节段内通入氩气时，所述氩气供给设备从待焊接气体传输管道实际使用时的进气端，向所述待焊接气体传输管道内通入氩气。

5.按照权利要求4所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤五中对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护后，还需多次重复步骤一至步骤五，直至完成需加工薄壁不锈钢洁净管道的整体焊接过程；所述需加工薄壁不锈钢洁净管道由多个所述管道节段从前至后拼装组成，前后相邻两个所述管道节段之间均以焊接方式进行连接，且前后相邻两个所述管道节段之间均按照步骤一至步骤五所述的方法进行焊接；实际对需加工薄壁不锈钢洁净管道进行焊接时，按照需加工薄壁不锈钢洁净管道实际使用时的气体传输方向，由前至后对拼装组成所述需加工薄壁不锈钢洁净管道的多个管道节段进行焊接。

6.按照权利要求1或2所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤402中所述钨极氩弧焊机为世伟洛克Swagelok M200焊机或ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机；且步骤402中进行焊接时，当所述管道节段的外径＞Φ19mm时，所述钨极氩弧焊机为ARCMACHINE公司生产的AMI牌MODEL207管管焊机；当所述管道节段的外径≤Φ19mm时，所述钨极氩弧焊机为世伟洛克Swagelok M200焊机。

7.按照权利要求1或2所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤402中进行焊接时，采用管道焊接用滚轮架对被焊接的两个所述管道节段进行旋转；当所述管道节段的壁厚为0.89mm以下时，两个所述管道节段的旋转速度为6.0rpm～7.2rpmm，焊接时间为10s～13s；当所述管道节段的壁厚为0.89m～2.11mm时，两个所述管道节段的旋转速度为2.1rpm～4.8rpm，焊接时间为15s～35s；当所述管道节段的壁厚为2.16mm～3mm时，两个所述管道节段的旋转速度为1.0rpm～1.4rpm，焊接时间为40s～240s。

8.按照权利要求1或2所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤402中进行焊接时，当所述管道节段的壁厚为0.51mm～0.89mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为0.74mm～0.78mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1mm且其尖端直径为Φ0.5mm；当所述管道节段的壁厚为1.24mm～2.11mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.25mm～1.3mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ1.6mm且其尖端直径为Φ0.75mm～Φ0.8mm；当所述管道节段的壁厚为2.31mm～3mm时，所述钨极氩弧焊机的电弧长度为1.75mm～1.8mm，所述钨极氩弧焊机所用钨极的直径为Φ2.4mm且其尖端直径为Φ1mm。

9.按照权利要求1或2所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤一中将被焊接的两个管道节段的管端焊接面铣为平面后，还需采用氩气对所述管端焊接面进行吹扫，且吹扫后还需用蘸有不锈钢清洗剂的无尘布对所述管端焊接面进行擦洗；步骤二中两个所述管道节段焊口组对后的对口间隙不超过0.5mm；步骤五中对已焊接完成的两个所述管道节段进行封口保护时，先采用氩气供给设备在两个所述管道节段内部充满氩气，之后再采用洁净塑料纸或洁净塑料袋对两个所述管道节段进行封口保护。

10.按照权利要求1或2所述的薄壁不锈钢洁净管道自动无痕熔焊工艺，其特征在于：步骤三中进行点焊时，各点焊焊点的熔核直径不大于3mm；且步骤三中进行点焊时，当所述管道节段的外径≤Φ50mm时，点焊焊点的点数为3点～4点；当所述管道节段的外径＞Φ50mm时，点焊焊点的点数为6点～8点。

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