CN105772903A - 电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置及方法 - Google Patents

电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置，包括焊前滚道、焊后滚道，焊前、焊后滚道之间设有用于将套管与管件角焊缝进行焊接的焊接主机，焊前、焊后滚道侧面分别设有用于放置待焊管件、焊后管件的焊前、焊后料架。本发明还提供了一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，焊前清理待焊管件外表面及套管端部污物，然后将管件从焊前滚道送进焊接主机，套管套于管件待焊位置外表面，再对管件或套管进行焊前预热，调节焊接角度和位置后，起弧焊接；焊好的管件从焊后滚道送至焊后料架上，进入下道工序。本发明通过机械自动化的方法，大幅度提高了套管角焊缝的焊接效率，降低了工人的劳动强度，提高了产品的焊接质量。

Description

电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置及方法
技术领域
本发明涉及一种套管角焊缝焊接工艺，尤其涉及一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接工艺。
背景技术
超(超)临界锅炉过热器、再热器等部组件穿炉顶或穿炉墙部位布置有大量的套管。如图1～图3所示，图1为管屏套管组装示意图，图2为图1中A-A剖视图，图3为散管套管组装示意图，图中，1表示套管，B表示炉顶，C表示前墙中心线。套管与受压件管件相焊，属典型密封式非全焊透型角焊缝。
锅炉制造厂每年约需焊几十万个套管角焊缝，现有的焊接方法是采用手工电弧焊，工人劳动强度极大，且重复循环劳作，工作效率较低；同时焊缝质量易受人为因素影响，焊缝质量不稳定，易在电厂发生开裂现象。
因此，有必要将套管角焊缝由传统手工电弧焊改为自动焊，实现其作业方式的机械自动化。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何降低套管角焊缝工人的劳动强度，大幅度提高焊接效率和焊接质量。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置，其特征在于：包括焊前滚道、焊后滚道，焊前滚道与焊后滚道之间设有用于将套管与管件角焊缝进行焊接的焊接主机，焊前滚道、焊后滚道侧面分别设有用于放置待焊管件、焊后管件的焊前料架、焊后料架。
优选地，所述焊前滚道上设于用于将待焊管件从焊前滚道送入焊接主机的送管装置。
优选地，所述焊后滚道上设有用于将焊后管件从焊接主机送入焊后滚道的送料装置。
本发明还提供了一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：采用上述的电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置，具体步骤为：
步骤1、焊前准备
焊前清理待焊管件外表面及套管端部污物，使管件及套管呈现金属光泽；
步骤2、装配
将管件从焊前滚道上送进焊接主机，套管套于管件待焊位置外表面，夹紧，调节装配间隙，确保装配精度；
步骤3、预热
对需要预热的管件或套管进行焊前预热，待加热到预热温度后，焊枪到位；
步骤4、焊枪定位
始终保持管件与套管角焊缝处于平焊位置，焊枪向前偏移管件中心一定角度，焊枪电极设于套管端面一侧；
步骤5、焊接
调节焊接主机的焊接规范，确定焊接位置后，起弧焊接；
步骤6、焊后送料
将焊好的管件从焊后滚道送至焊后料架上，准备进入下道工序。
步骤7、循环进行
一组管件与套筒焊好后，下一个管件由焊前滚道上送进焊接主机，套筒组装到位，进行步骤2动作，由步骤2～步骤6反复循环，直至焊完所有的管件和套筒。
优选地，所述步骤2中，由气动加紧卡盘将管件及套管夹紧。
优选地，所述步骤3中，对需要预热的管件或套管采用火焰或电加热装置进行焊前预热。
优选地，所述步骤4中，焊枪向前偏移管件中心的角度为0°～45°。
优选地，所述步骤5中，焊接主机的焊接规范包括焊接电流、电弧电压、送丝速度、旋转速度、旋转角度。
优选地，所述步骤5中，为保证起弧瞬间及焊接过程中管件不被烧穿，在焊接规范范围内选用尽可能小的规范施焊；起焊时，管件暂时不转动，待焊接电弧将套管端部设定宽度母材融化掉，熔池覆盖到管件上后，开始转动管件至整条焊缝焊接完成。
优选地，所述步骤5中，焊枪电极尖端与套管端面不粘合又能将套管端面熔化。
本发明提供的电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法克服了传统的手工作业方式的不足，通过机械自动化的方法，大幅度提高了套管角焊缝的焊接效率，降低了工人的劳动强度，提高了产品的焊接质量。
附图说明
图1为管屏套管组装示意图；
图2为图1中A-A剖视图；
图3为散管套管组装示意图；
图4为电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置结构示意图；
图5为焊枪定位焊接主视图；
图6为焊枪定位焊接侧视图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
图4为本实施例提供的电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置结构示意图，所述的电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置包括焊前滚道2、焊后滚道3，焊前滚道2与焊后滚道3之间设有焊接主机4，焊前滚道2和焊后滚道3侧面分别设有焊前料架5和焊后料架6，焊后滚道3前端设有送料装置7。
待焊管件8初始放置于焊前料架5上，一次选择一根待焊管件8从焊前滚道2送进焊接主机4，套管1套于管件8待焊位置外表面，焊接完成后的管件送入焊后滚道3，最后存放于焊后料架6上。
本实施例中，套管与管件角焊缝，套管端面开或不开坡口，属于非全焊透角焊缝形式，对该焊缝采用TIG(钨惰性气体)或MIG(惰性气体保护金属极电弧焊)自动焊方法，具体步骤如下：
步骤1、焊前准备
焊前清理待焊管件8外表面20mm及套管1端部铁锈、水、油污等影响焊接质量的污物，使其呈现金属光泽。
步骤2、装配
将受压件管件8从焊前滚道2上送进焊接主机4，套管1套于管件8待焊位置外表面，由气动加紧卡盘将其夹紧，调节装配间隙、确保装配精度。
步骤3、预热
对需要预热的管件8或套管1采用火焰或电加热装置进行焊前预热，待加热到预热温度后，焊枪到位。
步骤4、焊枪定位
如图5和图6所示，始终保持焊缝处于平焊位置，焊枪9略向前偏移管件8中心一定角度(0～45°)，使部分薄壁管件在焊接过程中不会因为焊接规范过大而将其内壁局部氧化或残留焊接痕迹。焊枪9电极靠近套管1端面，但要保证在管件8转动过程中，焊枪9电极尖端与套管1端面不粘合又能将其熔化。图6中箭头表示管件旋转方向。
步骤5、焊接
将试验过程中调节预存的合适的焊接程序(主要包括焊接电流、电弧电压、送丝速度、旋转速度、旋转角度等焊接规范)发送到焊接主机4，确定焊接位置后，起弧焊接。
为确保焊接质量，保证起弧瞬间及焊接过程中管件不被烧穿，尽可能选用小规范施焊。起焊时受压件管件暂时不转动，待焊接电弧将套管端部一定宽度母材融化掉，熔池覆盖到受压件管件上后，开始转动至整条焊缝焊接完成。
根据管件与套管壁厚，采用一或二层完成焊接。区别于管管环缝对接，整个焊接过程中焊枪不摆动，但可以通过操作遥控盒对焊枪位置、焊接规范参数等进行适时微调，保证焊缝良好成型。
步骤6、焊后送料
焊好的管件从焊后滚道3上送至焊后料架6上，准备进入下道工序。
步骤7、循环进行
一组套筒与管件焊好后，下一个管件由送管装置向前送进焊接主机4，套筒组装到位，进入步骤2动作，这样，由步骤2～步骤6动作反复循环，直至焊完所有的套筒。

Claims (10)

1.一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置，其特征在于：包括焊前滚道(2)、焊后滚道(3)，焊前滚道(2)与焊后滚道(3)之间设有用于将套管与管件角焊缝进行焊接的焊接主机(4)，焊前滚道(2)、焊后滚道(3)侧面分别设有用于放置待焊管件、焊后管件的焊前料架(5)、焊后料架(6)。
2.如权利要求1所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置，其特征在于：所述焊前滚道(2)上设于用于将待焊管件从焊前滚道(2)送入焊接主机(4)的送管装置。
3.如权利要求1或2所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置，其特征在于：所述焊后滚道(3)上设有用于将焊后管件从焊接主机(4)送入焊后滚道(3)的送料装置。
4.一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：采用如权利要求1～3任一项所述的电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接装置，具体步骤为：
步骤1、焊前准备
焊前清理待焊管件(8)外表面及套管(1)端部污物，使管件(8)及套管(1)呈现金属光泽；
步骤2、装配
将管件(8)从焊前滚道(2)上送进焊接主机(4)，套管(1)套于管件(8)待焊位置外表面，夹紧，调节装配间隙，确保装配精度；
步骤3、预热
对需要预热的管件(8)或套管(1)进行焊前预热，待加热到预热温度后，焊枪到位；
步骤4、焊枪定位
始终保持管件(8)与套管(1)角焊缝处于平焊位置，焊枪(9)向前偏移管件(8)中心一定角度，焊枪(9)电极设于套管(1)端面一侧；
步骤5、焊接
调节焊接主机(4)的焊接规范，确定焊接位置后，起弧焊接；
步骤6、焊后送料
将焊好的管件从焊后滚道(3)送至焊后料架(6)上，准备进入下道工序。
步骤7、循环进行
一组管件(8)与套筒(1)焊好后，下一个管件由焊前滚道(2)上送进焊接主机(4)，套筒组装到位，进行步骤2动作，由步骤2～步骤6反复循环，直至焊完所有的管件和套筒。
5.如权利要求4所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：所述步骤2中，由气动加紧卡盘将管件(8)及套管(1)夹紧。
6.如权利要求4所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：所述步骤3中，对需要预热的管件(8)或套管(1)采用火焰或电加热装置进行焊前预热。
7.如权利要求4所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：所述步骤4中，焊枪(9)向前偏移管件(8)中心的角度为0°～45°。
8.如权利要求4所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：所述步骤5中，焊接主机(4)的焊接规范包括焊接电流、电弧电压、送丝速度、旋转速度、旋转角度。
9.如权利要求4或8所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：所述步骤5中，为保证起弧瞬间及焊接过程中管件(8)不被烧穿，在焊接规范范围内选用尽可能小的规范施焊；起焊时，管件(8)暂时不转动，待焊接电弧将套管(1)端部设定宽度母材融化掉，熔池覆盖到管件(8)上后，开始转动管件(8)至整条焊缝焊接完成。
10.如权利要求4所述的一种电站锅炉非全焊透型套管角焊缝自动焊接方法，其特征在于：所述步骤5中，焊枪(9)电极尖端与套管(1)端面不粘合又能将套管(1)端面熔化。
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