CN103624378B - 管道对接热丝tig焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种管道对接热丝TIG焊接方法，其包括焊前准备阶段、以及焊接工艺输入和施焊程序调用阶段；其中：所述焊前准备阶段包括如下子步骤：根据工艺要求将待焊管道的管端坡口加工成V型、U型或者双V复合型；对上述管端坡口及其内、外壁两侧进行打磨清理，直至露出金属光泽并除油除锈；将两根待焊管道的管端坡口进行点焊以形成对接焊缝；以及将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上。采用本发明管道对接热丝TIG焊接方法，能够达到优质的焊接质量，提高5-10倍的焊接效率，比传统TIG焊接质量更稳定，完全达到MIG的熔敷效率，使焊接质量和焊接效率能够兼得，能够在管道预制领域拓展应用。

Description

管道对接热丝TIG焊接方法
技术领域
本发明涉及一种管道对接热丝TIG焊接方法，尤其是涉及一种碳钢、不锈钢管道的高效热丝TIG对接自动焊接工艺，属于焊接自动控制技术领域。
背景技术
传统的管道焊接方法采用手工TIG焊打底，自动或手工TIG焊填充或MIG焊填充盖面。然而，手工TIG焊打底的效率较低，自动或手工TIG焊填充或MIG焊填充盖面满足不了质量较高的很多场合。于是，一种能满足TIG焊的质量、MIG焊的效率的焊接方法一直是管道预制领域发展的方向，而传统的热丝TIG焊接工艺虽然能够2-3倍于传统冷丝TIG焊的效率，但是其效率仍然有很大的局限性。
2010年12月22日公告的中国发明专利ZL200810137346.0揭示了一种应用于低合金钢材料的筒体对接环缝热丝TIG焊多层多道焊接方法。然而该焊接方法相对于传统的TIG焊接，焊丝熔敷率才提高2-3倍；该焊接方法适用范围小，仅适用于低合金钢材料的焊接；其打底层仍采用传统TIG冷丝焊工艺，效率仍然具有提升空间；该焊接方法仅满足于U型坡口的焊接，适用范围窄。
因此，有必要对现有的技术进行改进，以填补热丝TIG焊接工艺在管道预制领域的空白。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管道对接热丝TIG焊接方法，该焊接方法具备较高的效率和焊接质量。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种管道对接热丝TIG焊接方法，其包括如下步骤：
S1：焊前准备阶段；以及
S2：焊接工艺输入和施焊程序调用阶段；其中：
所述步骤S1包括如下子步骤：
S11：坡口加工，根据工艺要求将待焊管道的管端坡口加工成V型、U型或者双V复合型；
S12：对上述管端坡口及其内、外壁两侧进行打磨清理，直至露出金属光泽并除油除锈；
S13：将两根待焊管道的管端坡口进行点焊以形成对接焊缝；
S14：将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上；
所述步骤S2中焊接工艺的参数如下：
。
作为本发明进一步改进的技术方案，子步骤S13中，点焊时，所述管端坡口在每120°左右点焊一段长为10~20mm的焊缝。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述V型坡口为单边30°~40°、钝边0~2mm；所述U型坡口为钝边1.5~2.5mm，单边坡口角度为10°~20°，坡口倒角半径为5~8mm；所述双V型坡口为单边（30~40）°+（8~10）°。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述待焊管道的管壁厚度为5~80mm。
作为本发明进一步改进的技术方案，步骤S2中，焊丝直径为Φ1.2mm，钨极直径为3.2~4.0mm；弧长为2~5mm，电弧电压为9.8V~15.5V。
作为本发明进一步改进的技术方案，步骤S2中，在所述第一填充层之后还包括焊接第二填充层的步骤，其焊接工艺的参数如下：
。
作为本发明进一步改进的技术方案，步骤S2中采用多层多道焊工艺，从所述第二填充层开始，采用压道焊，压道叠加为上道焊缝的1/2～1/3焊道宽。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述待焊管道的材质为碳钢、合金钢、不锈钢及铜镍合金中的一种或者多种。
作为本发明进一步改进的技术方案，当所述待焊管道的材质为碳钢时，反面不采用氩气保护；当所述待焊管道的材质为不锈钢或铜镍合金时，管道内部需要充气保护焊缝；当所述待焊管道的材质为合金钢材料时，需要采取焊前预热、焊后后热除氢、以及应力退火、调质处理程序。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述管道为20#钢Φ120×10mm的碳钢管道，步骤S1中，待焊管道的管端坡口加工成V型，单边30°~40°；步骤S2中，其参数如下：
。
与现有技术相比，采用本发明管道对接热丝TIG焊接方法，能够达到优质的焊接质量，提高5-10倍的焊接效率，比传统TIG焊接质量更稳定，完全达到MIG的熔敷效率，使焊接质量和焊接效率能够兼得，能够在管道预制领域拓展应用。
附图说明
图1是本发明管道对接热丝TIG焊接方法的流程示意图。
具体实施方式
请参图1所示，本发明揭示了一种管道对接热丝TIG焊接方法，其包括如下步骤：
S1：焊前准备阶段，所述步骤S1包括如下子步骤：
S11：坡口加工，根据工艺要求将待焊管道的管端坡口加工成V型、U型或者双V复合型；
S12：对上述管端坡口及其内、外壁两侧进行打磨清理，直至露出金属光泽并除油除锈；
S13：将两根待焊管道的管端坡口进行点焊以形成对接焊缝，其中每120°左右点焊一段长约10~20mm的焊缝；
S14：将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上；
S2：焊接工艺输入和施焊程序调用阶段，其中焊接工艺的参数如下：
。
需要说明的是：上述参数中，根据待焊管道的管壁厚度的不同，填充层的焊接层数有所增加或者减少，填充层每层参数基本一致，但根据坡口宽度的不一样，焊接过程中焊枪摆宽为：坡口宽度减去2mm。
作为本发明进一步改进的技术方案，子步骤S11中，管端坡口根据形状的不同分别为：V型坡口为单边30°~40°、钝边0~2mm；双V型坡口为单边（30~40）°+（8~10）°；U型坡口为钝边1.5~2.5mm，单边坡口角度为10°~20°，坡口倒角半径为5~8mm。所述管壁厚度为5~80mm。
作为本发明进一步改进的技术方案，子步骤S13中尽量少送丝或不送丝，可进行手工TIG点焊。
步骤S2中，焊丝直径为Φ1.2mm，钨极直径为3.2~4.0mm；弧长为2~5mm，电弧电压为9.8V~15.5V。
步骤S2中，当采用多层多道焊工艺时，从第三层（即第二填充层）开始，采用压道焊，压道叠加为上道焊缝的1/2～1/3焊道宽。
当所述待焊管道的材质为碳钢时，反面可不采用氩气保护。当所述待焊管道的材质为不锈钢或铜镍合金时，管道内部需要充气保护焊缝，防止焊道氧化和改善背面焊缝成型。
当所述待焊管道的材质为合金钢等材料时，根据材料特性，需要采取焊前预热、焊后后热除氢、以及应力退火、调质处理等程序。由于这些工艺要求和现有技术中的手工焊接一样，在此不再赘述。
以下以20#钢Φ120×10mm的碳钢管道采用高效热丝TIG自动打底、填充盖面焊接进行说明，其中：步骤S1中，待焊管道的管端坡口加工成V型，单边30°~40°；步骤S2中，总共焊接三层，焊接时间小于10分钟，其参数如下：
。
焊后外观检查，单面焊双面成型，成型美观，成型均匀，焊缝及热影响区无裂纹、气孔、咬边、未焊透等焊接缺陷，管内壁凸出1~1.5mm，焊缝进行100%X射线检测，焊缝质量评定按JB47302.2-2005（承压设备无损检测）标准规定，焊缝质量为I级。
相较于现有技术，采用本发明管道对接热丝TIG焊接方法，能够达到优质的焊接质量，提高5-10倍的焊接效率，比传统TIG焊接质量更稳定，完全达到MIG的熔敷效率，使焊接质量和焊接效率能够兼得。采用自动焊接，极大限度降低焊接工人的劳动强度。另外，本发明管道对接热丝TIG焊接方法，适合金属的焊接，尤其是碳钢、合金钢、不锈钢、铜镍合金等材料的焊接，并可以在U型坡口、V型坡口、双V复合型坡口上使用，也实现了多层多道焊、多层连续焊等工艺需求，因此能够在管道预制领域拓展应用。
需要说明的是：以上实施例仅用于说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本发明进行修改或者等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种管道对接热丝TIG焊接方法，其包括如下步骤：
S1：焊前准备阶段；以及
S2：焊接工艺输入和施焊程序调用阶段；其中：
所述步骤S1包括如下子步骤：
S11：坡口加工，根据工艺要求将待焊管道的管端坡口加工成V型、U型或者双V复合型；
S12：对上述管端坡口及其内、外壁两侧进行打磨清理，直至露出金属光泽并除油除锈；
S13：将两根待焊管道的管端坡口进行点焊以形成对接焊缝；
S14：将点固焊好的待焊管道装夹到旋转焊接工装上；
所述步骤S2中焊接工艺的参数如下：
。
2.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：子步骤S13中，点焊时，所述管端坡口在每120°左右点焊一段长为10~20mm的焊缝。
3.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：所述V型坡口为单边30°~40°、钝边0~2mm；所述U型坡口为钝边1.5~2.5mm，单边坡口角度为10°~20°，坡口倒角半径为5~8mm；所述双V型坡口为单边（30~40）°+（8~10）°。
4.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：所述待焊管道的管壁厚度为5~80mm。
5.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：步骤S2中，焊丝直径为Φ1.2mm，钨极直径为3.2~4.0mm；弧长为2~5mm，电弧电压为9.8V~15.5V。
6.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：步骤S2中，在所述第一填充层之后还包括焊接第二填充层的步骤，其焊接工艺的参数如下：
。
7.如权利要求6所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：步骤S2中采用多层多道焊工艺，从所述第二填充层开始，采用压道焊，压道叠加为上道焊缝的1/2～1/3焊道宽。
8.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：所述待焊管道的材质为碳钢、合金钢、不锈钢及铜镍合金中的一种或者多种。
9.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：当所述待焊管道的材质为碳钢时，反面不采用氩气保护；当所述待焊管道的材质为不锈钢或铜镍合金时，管道内部需要充气保护焊缝；当所述待焊管道的材质为合金钢材料时，需要采取焊前预热、焊后后热除氢、以及应力退火、调质处理程序。
10.如权利要求1所述的管道对接热丝TIG焊接方法，其特征在于：所述管道为20#钢Φ120×10mm的碳钢管道，步骤S1中，待焊管道的管端坡口加工成V型，单边30°~40°；步骤S2中，其参数如下：
。
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