CN103357995B - 耐热钢直缝焊管焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及耐热钢直缝焊管领域，特别涉及一种耐热钢直缝焊管焊接方法，所述耐热钢直缝焊管采用双丝埋弧焊工艺进行焊接，焊接过程中控制焊接热输入。本发明提供的耐热钢直缝焊管焊接方法，采用双丝埋弧焊工艺进行焊接，焊接过程中控制焊接热输入，电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高，因此生产效率高；同时，熔渣隔绝空气的保护效果好，对焊工技术水平要求不高，焊缝金属中杂质较少，焊缝成分稳定，焊缝质量高；并且，电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，劳动条件较好，减轻了手工操作的劳动强度。

Description

耐热钢直缝焊管焊接方法

技术领域

本发明涉及耐热钢直缝焊管领域，特别涉及一种耐热钢直缝焊管焊接方法。

背景技术

目前耐热钢直缝焊管的焊接工艺普遍采用传统的焊条电弧焊或以下几种组合焊法：1）钨极氩弧焊＋焊条电弧焊；2）焊条电弧焊＋单丝埋弧焊；3）钨极氩弧焊＋单丝埋弧焊。这些焊接方法中的焊条电弧焊和钨极氩弧焊均为手工操作，其焊接质量主要由操作人员的技能决定，所以焊接质量不够稳定；而且采用手工焊接，生产效率低，作业环境也较差。在传统焊接方法中，有时采用了单丝埋弧焊。虽然单丝埋弧焊是机械化焊接，但单丝的熔敷效率（即熔敷金属量与熔化的焊芯量的百分比）也相对于双丝埋弧焊低。

因此，耐热钢直缝焊管采用传统的焊接方法，具有焊接质量不够稳定，生产效率较低，而且作业环境较差的不足。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种耐热钢直缝焊管焊接方法，以克服传统焊接方法焊接效率低、焊接质量不稳定、劳动强度大和作业环境差的缺陷。

（二）技术方案

为达上述目的，本发明提供一种耐热钢直缝焊管焊接方法，所述耐热钢直缝焊管采用双丝埋弧焊工艺进行焊接，焊接过程中控制焊接热输入。

其中，所述焊接热输入通过焊接电流、焊接电压和焊接速度来控制。

其中，耐热钢直缝焊管焊接方法包括如下步骤：

S1.对所述耐热钢直缝焊管进行双丝埋弧内焊；

S2.对所述耐热钢直缝焊管进行双丝埋弧外焊。

其中，所述步骤S1采用双丝内焊机进行焊接。

其中，所述步骤S2中采用双丝外焊机进行焊接。

其中，所述步骤S1采用双丝内焊机进行焊接。

其中，所述步骤S2中采用双丝外焊机进行焊接。

其中，所述步骤S1包括：

S11.将待焊接的耐热钢直缝焊管放置在台车的旋转滚轮上；

S12.启动台车上的旋转滚轮，使所述耐热钢直缝焊管上的焊缝调整到耐热钢直缝焊管的最低位置，并使双丝内焊机的焊丝对准待焊的焊缝；

S13.打开焊剂输送开关使焊剂流出埋于焊接处；

S14.启动双丝内焊机，使两个焊丝同时下丝对所述焊缝进行双丝埋弧内焊；

S15.内焊完毕后，启动停焊开关，台车停止行走、双丝内焊机停止焊接、焊剂输送自动关闭。

其中，所述步骤S2包括：

S21.启动台车上的旋转滚轮，使所述焊缝调整到耐热钢直缝焊管的最高位置，并使双丝外焊机的焊丝对准待焊的焊缝；

S22.打开焊剂输送开关使焊剂流出埋于焊接处；

S23.启动双丝外焊机，使两个焊丝同时下丝对钢管外焊缝进行双丝埋弧外焊；

S24.外焊完毕后，启动停焊开关，台车停止行走、焊接停焊，关闭焊剂输送开关。

（三）有益效果

本发明提供的耐热钢直缝焊管焊接方法，采用双丝埋弧焊工艺进行焊接，焊接过程中控制焊接热输入，电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高，因此生产效率高；同时，熔渣隔绝空气的保护效果好，对焊工技术水平要求不高，焊缝金属中杂质较少，焊缝成分稳定，焊缝质量高；并且，电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，劳动条件较好，减轻了手工操作的劳动强度。

附图说明

图1为本发明对耐热钢直缝焊管进行双丝埋弧内焊的工作状态示意图；

图2为本发明对耐热钢直缝焊管进行双丝埋弧外焊的工作状态示意图。

图中，1：台车；2：旋转滚轮；3：车轮；4：内焊第一焊丝导电系统；5：内焊第一焊丝送丝机构；6：内焊第一焊丝；7：内焊第二焊丝导电系统；8：内焊第二焊丝送丝机构；9：内焊第二焊丝；10：耐热钢直缝焊管；11：焊缝；12：焊臂；13：支架；14：外焊第二焊丝导电系统；15：外焊第二焊丝送丝机构；16：外焊第二焊丝；17：外焊第一焊丝导电系统；18：外焊第一焊丝送丝机构；19：外焊第一焊丝；20：送丝盘。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明提供一种耐热钢直缝焊管焊接方法，耐热钢直缝焊管采用双丝埋弧焊工艺进行焊接，焊接过程中控制焊接热输入。具体地，根据耐热钢直缝焊管的管壁厚度合理控制焊接热输入，焊接热输入原则上不易过大，通常不超过30千焦，当耐热钢直缝焊管的管壁较薄时，不超过27千焦。

本发明采用双丝埋弧焊工艺进行焊接。双丝埋弧焊就是将两个单丝埋弧焊组合在一起而形成的两个电弧在一个熔池内燃烧的一种高效焊接工艺方法，可有效的降低劳动强度和改善作业环境。

本发明采用双丝埋弧（自动）焊的主要优点是：

（1）生产效率高

一方面焊丝导电长度缩短，电流和电流密度提高，因此电弧的熔深和焊丝熔敷效率都大大提高。（一般不开坡口单面一次熔深可达20mm），另一方面由于焊剂和熔渣的隔热作用，电弧上基本没有热的辐射散失，飞溅也少。

（2）焊缝质量高

熔渣隔绝空气的保护效果好，焊接参数可以通过自动调节保持稳定，对焊工技术水平要求不高，对焊接熔池保护较完善，焊缝金属中杂质较少，焊缝成分稳定，机械性能比较好。

（3）劳动条件好

除了减轻手工操作的劳动强度外，电弧弧光埋在焊剂层下，没有弧光辐射，劳动条件较好。

本发明所用焊接设备为双丝自动埋弧焊机，自动埋弧焊机主要包括焊头、控制箱和焊接电源，可以达到自动焊接的目的。自动埋弧焊机的主要功能是：（1）连续不断地向焊接区送进焊丝；（2）传输焊接电流；（3）使电弧沿接缝移动；（4）控制电弧的主要参数；（5）控制焊接的起动与停止；（6）向焊接区铺施焊剂；（7）焊接前调节焊丝端位置。在焊接过程中，在待焊件被焊处覆盖着一层30－50mm厚的粒状焊剂，连续送进的焊丝在焊剂层下与焊件间产生电弧，电弧的热量使焊丝、工件和焊剂熔化，形成金属熔池，使它们与空气隔绝。随着焊机自动向前移动，电弧不断熔化前方的焊件金属、焊丝及焊剂，而熔池后方的边缘开始冷却凝固形成焊缝，液态熔渣随后也冷凝形成坚硬的渣壳。

双丝自动埋弧焊机按工作位置分为双丝内焊机和双丝外焊机。双丝内焊机和双丝外焊机均是通过台车1移动耐热钢直缝焊管10经过焊机时进行焊接。参见图1，双丝内焊机用于对成形后的钢管进行管内焊接，包括焊头、控制箱、支架10以及焊接电源，控制箱上设有各种操作按钮，如焊接开始按钮、焊接关闭按钮；控制焊接电流、分别控制电弧电压和焊接速度等焊接参数的按钮；焊头包括内焊第一焊丝导电系统7、内焊第一焊丝送丝机构8、内焊第一焊丝9、内焊第二焊丝导电系统4、内焊第二焊丝送丝机构5、内焊第二焊丝6。从内焊第一焊丝送丝机构8和内焊第二焊丝送丝机构5出来的内焊第一焊丝9和内焊第二焊丝6穿过内焊第一焊丝导电系统7和内焊第二焊丝导电系统4，焊头还包括漏斗和设置于漏斗内的焊剂，焊剂由漏斗流出后，均匀地堆敷在耐热钢直缝焊管10上，内焊第一焊丝9由内焊第一焊丝送丝机构8经内焊第一焊丝导电系统7送入焊接电弧区，内焊第二焊丝6由内焊第二焊丝送丝机构5经内焊第二焊丝导电系统4送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电系统（包括内焊第一焊丝导电系统7和内焊第二焊丝导电系统4）和耐热钢直缝焊管10上。送丝机构、焊剂漏斗及控制箱通常都装在焊臂12上，通过台车1的移动实现焊接电弧的移动。焊接时，双丝内焊机的焊头伸入耐热钢直缝焊管10内，双丝内焊机的大部分焊臂12伸入耐热钢直缝焊管10内，剩余部分位于耐热钢直缝焊管10外，并由支架13支撑。

参见图2，双丝外焊机用于对内焊完成后的耐热钢直缝焊管10进行管外焊接，包括焊头、控制箱以及焊接电源，控制箱上设有各种操作按钮，如焊接开始按钮、焊接关闭按钮；控制焊接电流、电弧电压和焊接速度等焊接参数的按钮；焊头包括外焊第一焊丝导电系统17、外焊第一焊丝送丝机构18和外焊第一焊丝19，外焊第二焊丝导电系统14、外焊第二焊丝送丝机构15和外焊第二焊丝16，从外焊第一焊丝送丝机构18和外焊第二焊丝送丝机构15出来的外焊第一焊丝19和外焊第二焊丝16穿过外焊第一焊丝导电系统17和外焊第二焊丝导电系统14，焊头还包括漏斗和设置于漏斗内的焊剂，焊剂由漏斗流出后，均匀地堆敷在耐热钢直缝焊管10上，外焊第一焊丝19和外焊第二焊丝16缠绕在送丝盘20上，工作时，送丝盘20上的外焊第一焊丝19由外焊第一焊丝送丝机构18经外焊第一焊丝导电系统17送入焊接电弧区，送丝盘20上的外焊第二焊丝16由外焊第二焊丝送丝机构15经外焊第二焊丝导电系统14送入焊接电弧区。焊接电源的两端分别接在导电系统和耐热钢直缝焊管10上。送丝机构、焊剂漏斗及控制箱通常都装焊臂上，通过台车1的移动实现焊接电弧的移动。焊接时，双丝外焊接设置在耐热钢直缝焊管10的外部。

焊接台车1包括车架、车轮3和旋转滚轮2，车轮3行走于地面或轨道上，旋转滚轮2用于支撑和旋转其上的待焊接耐热钢直缝焊管10，以调整待焊接耐热钢直缝焊管10上的焊缝的位置。

其中，焊接热输入是指熔焊时，由焊接能源输入给单位长度焊缝上的热能。焊接热输入等于焊接电流、电弧电压、热效率的乘积和焊接速度的比值，即E=IU/V，其中，I表示焊接电流；U表示电弧电压；V表示焊接速度。因此，可通过控制焊接电流、焊接电压和焊接速度来控制焊接热输入，并实现控制焊接质量和焊缝性能。总体上，焊接电流、焊接电压、焊接速度以及焊丝直径和伸出长度等参数不宜过大。

本发明所述的耐热钢直缝焊管10焊接方法，具体包括如下步骤：

步骤1.对所述耐热钢直缝焊管10进行双丝埋弧内焊，此过程采用双丝内焊机进行自动焊接；参见图1

步骤2.对所述耐热钢直缝焊管10进行双丝埋弧外焊，此过程采用双丝外焊机进行自动焊接，参见图2。

本实施例采用双丝内焊机和双丝外焊机对耐热钢直缝焊管进行双面双丝埋弧焊（管内双丝埋弧焊和管外双丝埋弧焊），有效保证了耐热钢直缝焊管焊接牢固，保证了耐热钢直缝焊管的力学性能，使焊接质量得到进一步提高。

具体地，步骤S1包括：S11.将待焊接的耐热钢直缝焊管10放置在台车1的旋转滚轮2上，台车1可沿轨道或地面左右行走；S12.启动台车1上的旋转滚轮2，使焊缝11调整到耐热钢直缝焊管10的最低位置，并使双丝内焊机的焊丝对准待焊的焊缝11（如图1中所示）；S13.打开焊剂输送开关使焊剂流出埋于焊接处；步骤S14.启动双丝内焊机，使两个焊丝（内焊第一焊丝6和内焊第二焊丝9）同时下丝对所述焊缝进行双丝埋弧内焊，该过程中小车自右向左行驶，耐热钢直缝焊管10从左端向右端焊，当焊到最右端时，内焊完毕；S15.内焊完毕后，启动停焊开关，台车1停止行走、双丝内焊机停止焊接、焊剂输送自动关闭。在进行双丝埋弧内焊之前，可开启台车1使其自左向右行驶，当台车1的左端到达双丝外焊机处时，台车1停止行走，然后进行步骤S2。

具体地，步骤2包括：S21.启动台车1上的旋转滚轮2，使焊缝11调整到耐热钢直缝焊管10的最高位置（如图2中所示）；S22.打开焊剂输送开关使焊剂流出埋于焊接处；S23.启动双丝外焊机，使两个焊丝同时下丝对钢管外焊缝进行双丝埋弧外焊，该过程中小车也是自右向左行驶，耐热钢直缝焊管10从左端向右端焊，当焊到最右端时，外焊完毕；S24.外焊完毕后，启动停焊开关，台车停止行走、焊接停焊，关闭焊剂输送开关。步骤S2中小车自右向左行驶，耐热钢直缝焊管10从左端向右端焊，当焊到最右端时，内焊完毕。

上述所述启动旋转滚轮的按钮、双丝内焊机的启动按钮以及停焊按钮均设置在操作台上，在操作台上进行操作可控制上述大部分过程，除了S11将待焊接的耐热钢直缝焊管吊放在台车的旋转滚轮上、S22中的打开焊剂输送、以及S24中的关闭焊剂输送开关之外，其余操作均在焊接操作台上操作完成。也就是说双丝埋弧内焊时焊剂输送与停止在操作台上进行。

此外，操作台上还设有三个分别控制焊接电流、焊接电压和焊接速度的按钮，可在进行双丝埋弧内焊和双丝埋弧外焊1之前通过操作控制焊接电流、焊接电压和焊接速度的按钮，来调节焊接电流值、焊接电压值和焊接速度值，以控制焊接热输入。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种耐热钢直缝焊管焊接方法，其特征在于，所述耐热钢直缝焊管采用双丝埋弧焊工艺进行焊接，焊接过程中控制焊接热输入，包括如下步骤：

S1.对所述耐热钢直缝焊管进行双丝埋弧内焊；

S2.对所述耐热钢直缝焊管进行双丝埋弧外焊；

其中，所述步骤S1采用双丝内焊机进行焊接，包括如下步骤：

S11.将待焊接的耐热钢直缝焊管放置在台车的旋转滚轮上；

S12.启动台车上的旋转滚轮，使所述耐热钢直缝焊管上的焊缝调整到耐热钢直缝焊管的最低位置，并使双丝内焊机的焊丝对准待焊的焊缝；

S13.打开焊剂输送开关使焊剂流出埋于焊接处；

S14.启动双丝内焊机，使两个焊丝同时下丝对所述焊缝进行双丝埋弧内焊；

S15.内焊完毕后，启动停焊开关，台车停止行走、双丝内焊机停止焊接、焊剂输送自动关闭；

其中，所述步骤S2中采用双丝外焊机进行焊接，包括如下步骤：

S21.启动台车上的旋转滚轮，使所述焊缝调整到耐热钢直缝焊管的最高位置；

S22.打开焊剂输送开关使焊剂流出埋于焊接处；

S23.启动双丝外焊机，使两个焊丝同时下丝对钢管外焊缝进行双丝埋弧外焊；

S24.外焊完毕后，启动停焊开关，台车停止行走、焊接停焊，关闭焊剂输送开关。

2.如权利要求1所述的耐热钢直缝焊管焊接方法，其特征在于，所述焊接热输入通过焊接电流、焊接电压和焊接速度来控制。