CN105855673A - 厚壁钢管混合型坡口结构及其配套焊嘴 - Google Patents

厚壁钢管混合型坡口结构及其配套焊嘴 Download PDF

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郑丽
林国林
王磊
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刘龙
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Abstract

一种厚壁钢管混合型坡口结构，包括坡口下段，所述坡口下段的角度呈35°，所述坡口结构还包括坡口中段和坡口上段，所述坡口中段的角度为α，3.5°≤α≤5°，所述坡口上段的坡口角度为β，2.5°≤β≤4°，且β＜α。一种厚壁钢管混合型坡口结构配套的焊嘴，所述焊嘴是导电体；所述焊嘴中部设有供向焊接熔池输送焊丝的通孔，所述焊嘴的截面呈两侧带有缺口的局部圆形，所述焊嘴的截面中，两个侧面为平面，底面和顶面为弧面，所述焊嘴的侧面覆盖耐高温绝缘漆层。本发明提供了一种到达性好、焊接填充量少且焊接残余应力减小、有效焊透坡口两侧的厚壁钢管混合型坡口结构及其配套焊嘴。

Description

厚壁钢管混合型坡口结构及其配套焊嘴
技术领域
本发明涉及一种厚壁钢管的焊接时的坡口结构，以及配套的焊嘴。
背景技术
厚壁钢管的焊接时的坡口结构，比如V型、双V型、J型坡口形式，对于厚壁钢管(厚度大于100mm高合金耐热钢)的焊接热处理；现有的坡口存在的技术缺陷：到达性较差、根部不容易焊透、坡口二侧存在未熔合缺陷；焊接填充量较多且焊接残余应力较大。
现有的焊嘴无法直接深入焊接处，焊缝坡口边缘未能及时熔化导致坡口两侧不能熔合。
发明内容
为了克服已有坡口结构和焊嘴的到达性较差、焊接填充量较多且焊接残余应力较大、坡口两侧未焊透的不足，本发明提供了一种到达性好、焊接填充量少且焊接残余应力减小、有效焊透坡口两侧的厚壁钢管混合型坡口结构及其配套焊嘴。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种厚壁钢管混合型坡口结构，包括坡口下段，所述坡口下段的角度呈35°，所述坡口结构还包括坡口中段和坡口上段，所述坡口中段的角度为α，3.5°≤α≤5°，所述坡口上段的坡口角度为β，2.5°≤β≤4°，且β＜α。
进一步，所述坡口中段的角度为4°，所述坡口上段的坡口角度为3°。当然，也可以是其他取值范围内的角度。
再进一步，所述坡口下段腰高为18mm，所述坡口中段的腰高为70mm，所述坡口上段的腰高为厚壁钢管的厚度110mm。
所述坡口下段与坡口中段相接处的过渡半径R1＝3mm，所述坡口中段与坡口上段相接处的过渡半径R2＝3mm。
一种厚壁钢管混合型坡口结构配套的焊嘴，所述焊嘴是导电体；所述焊嘴中部设有供向焊接熔池输送焊丝的通孔；所述焊嘴的截面呈两侧带有缺口的局部圆形，所述焊嘴的截面中，两个侧面为平面，底面和顶面为弧面，所述焊嘴的侧面覆盖耐高温绝缘漆层。
本发明中，设计了埋弧焊枪夹持导电焊嘴，使焊枪的导电嘴能直接深入焊接处，克服了坡口两侧未焊透等缺陷；进一步，在埋弧焊枪夹持导电嘴表面涂上耐高温绝缘油漆，杜绝了导电嘴与坡口短路事故的发生，同时克服了由于导电嘴短路向焊缝融入铜元素从而产生的裂缝。
本发明的有益效果主要表现在：到达性好、焊接填充量少且焊接残余应力减小、有效焊透坡口两侧。
附图说明
图1是厚壁钢管混合型坡口结构的示意图。
图2是焊嘴的截面图。
图3是焊嘴的侧视图。
图4是焊嘴的立体图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照图1～图4，一种厚壁钢管混合型坡口结构，包括坡口下段，所述坡口下段的角度呈35°，所述坡口结构还包括坡口中段和坡口上段，所述坡口中段的角度为α，3.5°≤α≤5°，所述坡口上段的坡口角度为β，2.5°≤β≤4°，且β＜α。
进一步，所述坡口中段的角度为4°，所述坡口上段的坡口角度为3°。当然，也可以是其他取值范围内的角度。
再进一步，所述坡口下段腰高H1为18mm，所述坡口中段的腰高H2为70mm，所述厚壁钢管的厚度110mm。
所述坡口下段与坡口中段相接处的过渡半径R1＝3mm，所述坡口中段与坡口上段相接处的过渡半径R2＝3mm。
一种厚壁钢管混合型坡口结构配套的焊嘴，所述焊嘴是导电体；所述焊嘴中部设有供向焊接熔池输送焊丝的通孔，所述焊嘴的截面呈两侧带有缺口的局部圆形，所述焊嘴的截面中，两个侧面为平面，底面和顶面为弧面，所述焊嘴的侧面覆盖耐高温绝缘漆层。
本实施例中，参照图1，过渡半径优选为：R1＝3mm；R2＝3mm；腰高H1＝18mm，腰高H2＝70mm，坡口下段的坡口角度35°(参照图1，所述角度为坡口下段与竖向轴线之间夹角)，所述坡口中段的角度为4°，所述坡口上段的坡口角度为3°，坡口宽度35～39mm，本实施例的坡口填充量比现有的J型减少约16％-20％；比现有的V型坡口减少23％-27％，焊接应力大大下降。
传统的埋弧焊导电嘴；当实际焊接参数：焊接电流475A，电压36V时，导电嘴端部实测最高温度为445℃；参照图2～图4的焊嘴，在同样电流、电压条件下，实测导电嘴端部最高温度为498℃。可以接受长时间焊接；把焊嘴最大直径缩小至Φ12mm，端部直径为Φ9mm时,在相同电流、电压条件下，实测导电嘴端部最高温度为615℃。

Claims (5)

1.一种厚壁钢管混合型坡口结构，包括坡口下段，所述坡口下段的角度呈35°，其特征在于：所述坡口结构还包括坡口中段和坡口上段，所述坡口中段的角度为α，3.5°≤α≤5°，所述坡口上段的坡口角度为β，2.5°≤β≤4°，且β＜α。
2.如权利要求1所述的一种厚壁钢管混合型坡口结构，其特征在于：所述坡口中段的角度为4°，所述坡口上段的坡口角度为3°。
3.如权利要求1或2所述的一种厚壁钢管混合型坡口结构，其特征在于：所述坡口下段腰高为18mm，所述坡口中段的腰高为70mm，所述坡口上段的腰高为厚壁钢管的厚度110mm。
4.如权利要求1或2所述的一种厚壁钢管混合型坡口结构，其特征在于：所述坡口下段与坡口中段相接处的过渡半径R1＝3mm，所述坡口中段与坡口上段相接处的过渡半径R2＝3mm。
5.一种与如权利要求1所述的厚壁钢管混合型坡口结构配套的焊嘴，所述焊嘴是导电体，所述焊嘴中部设有供向焊接熔池输送焊丝的通孔，其特征在于：所述焊嘴的截面呈两侧带有缺口的局部圆形，所述焊嘴的截面中，两个侧面为平面，底面和顶面为弧面，所述焊嘴的侧面覆盖耐高温绝缘漆层。
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