CN105057853A - 低温冷态条件下管道焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种低温冷态条件下管道焊接方法，包括以下步骤：A、从焊材库领取焊条，将焊条加热烘干，并保存在保温桶中；B、对管道焊缝进行预热，并除去焊缝表面附着的冰晶或者水分；C、将待焊接的两根管道对接并水平固定，采用氩弧焊焊接，打底层的仰焊部位采用内填丝法，立焊、平焊部位采用外填丝法进行焊接；打底层焊接完成后，再逐层焊接，并将层间温度控制在200-300℃内；D、焊接完成后，采用保温材料包裹焊缝及焊缝两侧，使焊缝缓慢冷却；E、焊缝冷却后，对焊缝的多个部位进行超声波探伤，探伤耦合剂采用防冻耦合剂。本焊接方法，充分减小了低温环境对焊接的影响，有利于保障焊缝的质量，提高管道的焊接连接强度。

Description

低温冷态条件下管道焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其是一种低温冷态条件下管道焊接方法。
背景技术
我国东北、新疆、西藏等地区，冬季的气温一般低于0摄氏度，部分地区甚至低于零下十五摄氏度，在这种低温冷态环境中，许多工程的施工难度大大增加，特别是各种管道的焊接作业，如果没有采取防护措施，会对管道焊口的焊接质量产生重大影响。如：低温焊接环境会使钢材发生脆化，也会使焊缝和母材热影响区的冷却速度加快，易于产生淬硬组织，脆性增大，这对于各类管道材料焊接危害性很大。因此，在进行管道焊接施工时，必须要有合理的焊接方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低温冷态条件下管道焊接方法，保证管道焊接的焊缝质量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：低温冷态条件下管道焊接方法，包括以下步骤：
A、从焊材库领取焊条，将焊条加热烘干，并保存在保温桶中；
B、对管道焊缝进行预热，并除去焊缝表面附着的冰晶或者水分；
C、将待焊接的两根管道对接并水平固定，采用氩弧焊焊接，打底层的仰焊部位采用内填丝法，立焊、平焊部位采用外填丝法进行焊接；打底层焊接完成后，再逐层焊接，并将层间温度控制在200-300℃内；
D、焊接完成后，采用保温材料包裹焊缝及焊缝两侧，使焊缝缓慢冷却；
E、焊缝冷却后，对焊缝的多个部位进行超声波探伤，探伤耦合剂采用防冻耦合剂。
进一步地，在步骤B之前，搭建防护棚，步骤C和D均在防护棚内进行。
进一步地，所述防护棚的顶面和两侧面到施焊管道的距离均小于或等于2米。
进一步地，在步骤B之前，把水溶纸塞进待焊接管道的两端使管口堵塞。
进一步地，在步骤C中，若焊接意外中断，采用保温材料包裹焊缝，使焊缝缓慢冷却。
进一步地，步骤C中，焊机的钨极垂直于管道的中心线。
进一步地，步骤D中，焊缝温度的降低速度小于或等于10℃/min。
进一步地，步骤A中，焊条的领取数量少于或等于半天的焊条用量；步骤C中，从焊条领取的时刻开始，四小时内没有用完的焊条退回至焊材库保存。
进一步地，步骤A中，焊条烘干时在空气中暴露的时间短于或等于30分钟。
本发明的有益效果是：利用保温桶保存焊条，防止焊条受潮，避免在低温环境中被冷冻而脆化，使焊条材料保持良好的焊接性能。对管道进行焊前预热，改善焊缝处的材料性能，降低焊接应力，防止出现裂纹等缺陷。氩弧焊对焊缝的保护效果好，焊接变形和应力小，且便于控制，稳定施焊，有利于提高焊缝质量。打底层的仰焊部位采用内填丝法，底部位置起弧可以更快的将热量传输到整个管口位置，迅速的提高温度。立焊、平焊部位采用外填丝法进行焊接，焊接速度快，效率高。焊后缓慢冷却，使焊缝缓慢收缩，降低内应力，防止冷却过快出现裂纹。对焊缝进行多处探伤，检测更全面，保证焊缝的整体质量。采用防冻耦合剂，与外部环境相适应，确保耦合剂具备正常的功能，满足探伤的需要。本焊接方法，充分减小了低温环境对焊接的影响，有利于保障焊缝的质量，提高管道的焊接连接强度。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明。
本发明的低温冷态条件下管道焊接方法，包括以下步骤：
A、从焊材库领取焊条，将焊条加热烘干，并保存在保温桶中；
B、对管道焊缝进行预热，并除去焊缝表面附着的冰晶或者水分；
C、将待焊接的两根管道对接并水平固定，采用氩弧焊焊接，打底层的仰焊部位采用内填丝法，立焊、平焊部位采用外填丝法进行焊接；打底层焊接完成后，再逐层焊接，并将层间温度控制在200-300℃内；
D、焊接完成后，采用保温材料包裹焊缝及焊缝两侧，使焊缝缓慢冷却；
E、焊缝冷却后，对焊缝的多个部位进行超声波探伤，探伤耦合剂采用防冻耦合剂。
步骤A中，焊条的领取量一般不超过半天的用量，根据焊接量的多少领取，焊条最好能够一次性用完，避免剩余量过多退回至焊材库，使焊条多次暴露在空气中，影响其性能。保温桶采用电保温桶，使用时保持通电保温状态，桶内温度保持在80—100摄氏度。利用保温桶保存焊条，防止焊条受潮，避免在低温环境中被冷冻而脆化，使焊条材料保持良好的焊接性能。步骤B中，可利用火焰对管道焊缝处进行预热，使其温度缓慢升高，预热温度最低应达到该种材料允许焊接的最低温度，预热温度也不宜过高，以防止管道迅速升温及降温,预热的同时消除管道表面的冰晶和水分。步骤C中，应该先对氩气气瓶进行检测，确保气瓶内的压力大于1N/mm2，同时，检查瓶嘴有无冻结堵塞现象，必要时在瓶口增加加热装置。仰焊部位位于管道底部，立焊部位位于管道的顶部，平焊部位位于管道的两侧部。氩弧焊对熔池的保护性好，焊接变形和应力小，且便于控制，稳定施焊，有利于提高焊缝质量。内填丝法是将焊条的一端穿过对接焊缝并插入到管道内部，在管子内壁加丝，外填丝法是直接在管道的外部送焊丝。打底层的仰焊部位采用内填丝法，底部位置起弧可以更快的将热量传输到整个管口位置，迅速的提高温度。立焊、平焊部位采用外填丝法进行焊接，焊接速度快，效率高。层间温度是母材及多层焊缝在施焊下一焊层之前的最好瞬时温度，层间温度过高会引起热影响区晶粒粗大，使焊缝强度及低温冲击韧性下降。过低则可能在焊接过程中产生裂纹。如不锈钢管道焊接，当层间温度低于200摄氏度如160摄氏度时，与下一焊层焊接温度的差值较大，会出现冷裂纹；当层间温度高于300摄氏度如350摄氏度时，会使焊缝过热，导致焊缝发黑，影响焊接强度。经过试验，层间温度最好控制在200—300摄氏度。利用保温材料包裹焊缝，避免焊缝在外部环境的影响下迅速冷却，产生裂纹甚至焊缝断裂。焊后缓慢冷却，使焊缝缓慢收缩，降低内应力，防止冷却过快出现裂纹。保温材料主要采用硅酸铝保温棉，可以重复使用。对焊缝进行多处探伤，检测更全面，保证焊缝的整体质量。防冻耦合剂主要采用多级粘度的低温机油，如5W-30W机油。采用防冻耦合剂，更好地适应外部环境，确保耦合剂具备正常的功能，满足探伤的需要。本焊接方法，充分减小了低温环境对焊接的影响，有利于保障焊缝的质量，提高管道的焊接连接强度。
为了避免恶劣天气的影响，如大风、雨雪等，在步骤B之前，搭建防护棚，步骤C和D均在防护棚内进行。防护棚搭建好后，可对棚内空间加热至10—15摄氏度。防护棚为焊接施工提供了稳定的焊接环境，避免了风、雨、雪的影响；使焊接人员处于良好的工作环境，有利于长时间施工作业。同时避免焊工手脚受冻后僵硬迟缓，对焊机和焊条的控制更加精准，提高焊接的质量。
防护棚如果太大，搭建费时费力，成本高，内部空间大，升温需要的时间长，保温效果反而不好，因此，优选的，所述防护棚的顶面和两侧面到施焊管道的距离均小于或等于2米。
在步骤B之前，把水溶纸塞进待焊接管道的两端使管口堵塞。堵塞管口不但可以起到焊后缓冷的作用，在前期预热后防止温度骤降上也有一定的作用。水溶纸易溶于水，焊接完成后清除容易，不会堵塞管道，影响使用。
在步骤C中，若焊接意外中断，采用保温材料包裹焊缝，使焊缝缓慢冷却。当天气突变，无法实施焊接时，或者焊机故障、焊工自身原因导致焊接施工必须中断时，采用保温材料包裹焊缝，使焊缝缓慢冷却，有利于对焊缝进行保护，防止出现裂纹，减小内应力。
为了增强氩气对熔池的保护效果，步骤C中，焊机的钨极垂直于管道的中心线。
焊缝温度的降低速度越慢越好，优选的，步骤D中，焊缝温度的降低速度小于或等于10℃/min。
步骤A中，焊条的领取数量少于或等于半天的焊条用量；步骤C中，从焊条领取的时刻开始，四小时内没有用完的焊条退回至焊材库保存。焊条的领取量根据焊接量的多少领取，焊条最好能够一次性用完，避免剩余量过多退回至焊材库，同一焊条多次暴露在空气中，使药皮层被腐蚀变质，影响其性能。四小时内没有用完的焊条退回至焊材库保存。
为了减小外部低温环境对焊条药皮层的影响，步骤A中，焊条烘干时在空气中暴露的时间短于或等于30分钟。

Claims (9)

1.低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
A、从焊材库领取焊条，将焊条加热烘干，并保存在保温桶中；
B、对管道焊缝进行预热，并除去焊缝表面附着的冰晶或者水分；
C、将待焊接的两根管道对接并水平固定，采用氩弧焊焊接，打底层的仰焊部位采用内填丝法，立焊、平焊部位采用外填丝法进行焊接；打底层焊接完成后，再逐层焊接，并将层间温度控制在200-300℃内；
D、焊接完成后，采用保温材料包裹焊缝及焊缝两侧，使焊缝缓慢冷却；
E、焊缝冷却后，对焊缝的多个部位进行超声波探伤，探伤耦合剂采用防冻耦合剂。
2.如权利要求1所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：在步骤B之前，搭建防护棚，步骤C和D均在防护棚内进行。
3.如权利要求2所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：所述防护棚的顶面和两侧面到施焊管道的距离均小于或等于2米。
4.如权利要求1、2或3所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：在步骤B之前，把水溶纸塞进待焊接管道的两端使管口堵塞。
5.如权利要求1、2或3所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：在步骤C中，若焊接意外中断，采用保温材料包裹焊缝，使焊缝缓慢冷却。
6.如权利要求1、2或3所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：步骤C中，焊机的钨极垂直于管道的中心线。
7.如权利要求1、2或3所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：步骤D中，焊缝温度的降低速度小于或等于10℃/min。
8.如权利要求1、2或3所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：步骤A中，焊条的领取数量少于或等于半天的焊条用量；步骤C中，从焊条领取的时刻开始，四小时内没有用完的焊条退回至焊材库保存。
9.如权利要求1、2或3所述的低温冷态条件下管道焊接方法，其特征在于：步骤A中，焊条烘干时在空气中暴露的时间短于或等于30分钟。
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