CN106392249B - 一种省煤器出口集箱管道焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种省煤器出口集箱管道焊接方法，将具有坡口的两个管道对接，使用细微中性焰进行以下焊接步骤：点固焊：焊炬的焊接火焰对准焊缝上坡口，并逐步向焊接火焰内送入焊丝，焊缝长度达到预设长度后，焊嘴移到下坡口收弧，完成点固焊；打底焊：先用右手采用左焊法焊接第一段圆周焊缝，左手采用右焊法焊接剩余段圆周焊缝；盖面焊：先用左手采用右焊法焊接第一段圆周焊缝，逐渐增加焊丝送入量，并在焊接收尾时逐渐减少焊丝，在焊接的起点和终点形成圆周斜坡焊缝；再用右手采用左焊法焊接剩余段圆周焊缝，逐渐增加焊丝送入量，并在焊接收尾时逐渐减少焊丝，从而形成厚度一致的完整圆周焊缝。左右手配合焊接，采用斜坡保持焊缝高低均匀。

Description

一种省煤器出口集箱管道焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体地说，涉及一种省煤器出口集箱管道焊接方法。

背景技术

锅炉是电力、冶金、化工等行业不可缺少的特种设备，锅炉受热面的焊接质量至关重要。锅炉受热面所有焊口必须经过X射线检测，省煤器焊口探伤比例通常是不低于百分二十五。高空锅炉省煤器集箱上的每一排管道都有大量的圆周向焊缝。由于管道之间的间距狭小，焊接难度高且危险，焊接速度慢，工作效率低，容易耽误工期。因此，需要一种安全、高效的焊接方法来完成省煤器出口集箱的焊接。气焊的焊接火焰通常为氧化焰、中性焰、碳化焰。目前，常采用中性焰焊接，经过X射线检测后，焊缝质量合格率达到95％左右。但焊接的焊缝中还是常常出现单个气孔、密集气孔、夹渣、裂纹等缺陷，缺陷严重导致焊缝返修，而返修浪费了人力、物力，延长施工工期，焊缝的质量依然有待提高。并且，由于集箱的管道为多个并排布置，且间距狭小，且在高空焊接，不利于焊接作业，因此，也需要一种更加安全、高效的焊接方法。

发明内容

本发明公开一种省煤器出口集箱管道焊接方法，将具有坡口的两个管道对接，通过调整氧气、乙炔参数，焊炬获得细微中性焰后，进行以下焊接步骤：点固焊：焊炬的焊接火焰对准焊缝上坡口，并逐步向焊接火焰内送入焊丝，焊缝长度达到预设长度后，焊嘴移到下坡口收弧，完成点固焊；打底焊：先用右手采用左焊法焊接第一段圆周焊缝，再用左手采用右焊法焊接剩余段圆周焊缝；盖面焊：先用左手采用右焊法焊接第一段圆周焊缝，逐渐增加焊丝送入量，并在焊接收尾时逐渐减少焊丝，从而在焊接的起点和终点形成圆周斜坡焊缝；再用右手采用左焊法焊接剩余段圆周焊缝，逐渐增加焊丝送入量，并在焊接收尾时逐渐减少焊丝，从而使得第一段圆周焊缝和剩余段圆周焊缝形成厚度一致的完整圆周焊缝。

优选地，在点固焊前还将管道焊接坡口及距焊接管端10mm以内的管壁内外打磨出金属光泽。

优选地，焊嘴沿管道径向大致垂直焊缝，焊丝与焊嘴在同一平面内，且焊丝与焊嘴的夹角为60°角。

优选地，点固焊的焊缝长度在15mm至25mm范围内。

优选地，焊接过程中，焊丝始终保持在上坡口根部位置，保证焊缝背面成型余高均匀。

优选地，焊接过程中，火焰偏向下坡口。

优选地，管道对接的间隙是焊丝直径的1.5倍。

优选地，焊嘴、焊丝与焊缝平面具有10°的倾角。

附图说明

通过结合下面附图对其实施例进行描述，本发明的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。

图1是表示本发明实施例涉及的集箱管道的示意图；

图2是表示中性焰的示意图；

图3是表示本发明实施例涉及的细微中性焰的示意图；

图4是表示本发明实施例涉及的点固焊的示意图；

图5是表示本发明实施例涉及的焊嘴、焊丝的位置关系图一；

图6是表示本发明实施例涉及的焊嘴、焊丝的位置关系图二。

具体实施方式

下面将参考附图来描述本发明所述的省煤器出口集箱管道焊接方法的实施例。本领域的普通技术人员可以认识到，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式或其组合对所描述的实施例进行修正。因此，附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。此外，在本说明书中，附图未按比例画出，并且相同的附图标记表示相同的部分。

通常省煤器出口集箱有两排管道要和集箱焊接在一起，一排管道垂直集箱表面，另一排管道与集箱表面呈45度角。每一排管道都有大量的圆周向焊缝。管道之间的间距狭小，如图1所示，在高空省煤器的出口集箱上，管A、管B、管C并排布置，焊接人员在距离省煤器集箱出口高度为700mm左右的临时焊接平台D上面进行焊接作业。显然，由于焊接平台在管道的一侧，焊接人员难以持焊炬沿一个方向完成整个圆周焊缝的焊接作业。并且，在对管B进行焊接时，由于管C的位置限制，管B的第一段圆周焊缝(图中粗线)需要采用左焊法，而管B的剩余段圆周焊缝(图中细线)由于受管A的位置限制，需要采用右焊法。通常焊接无论是左焊法还是右焊法，都是右手持焊炬，但是由于省煤器出口集箱的管道多、间距小，各个管道互为焊接障碍，为绕过障碍需要不断调整焊工和焊炬的位置，工作效率低。例如，在焊接管B的剩余段圆周焊缝(图中细线)时，采用右焊法，如依然采用右手持焊炬，由于管A的限制，在焊接过程中，难以保证焊炬与焊缝的角度以及距离等焊接参数。因此，为提高焊接效率以及焊接质量，本实施例采用左右手结合的焊接方法，提出一种省煤器出口集箱管道焊接方法。如图6所示，管1和管2的相对的端部都有用于焊接的坡口。在焊接时，坡口相对，管端对接并具有一定的间隙，间隙可以是焊丝直径的1.5倍。在开始焊接前，先调整氧气、乙炔参数，氧气的压力在0.15MPa-0.30MPa范围内，乙炔的压力在0.02MPa-0.04MPa范围内，从而获得细微中性焰。如图2、图3所示，该细微中性焰介于中性焰和碳化焰内焰之间，稍偏向于中性焰，具有更好的焊接性能。其具体调整方法是，当焊枪点燃后，逐渐增加氧气量，火焰由长缩短，颜色由桔黄变为蓝色，焰心、内焰(有轻微闪动)及外焰轮廓显得特别清楚时，即为细微中性焰。

调整好焊炬的焊嘴的火焰后，先进行点固焊。图4是点固焊的示意图。对点固焊处进行加热，其实也可以用氧化焰进行快速加热，温度升高到一定程度后再调节到焊接火焰(细微中性焰)。如图5、图6所示，焊接过程中，焊嘴3、焊丝与焊缝平面大概具有10°的倾角，且焊丝与焊嘴之间为60°角。焊接火焰对准焊缝上坡口，坡口开始溶化时焊丝及时跟进形成第一滴熔点，这时焊嘴、焊丝及熔点同时下移至下坡口溶化形成熔池，然后溶化上、下坡口形成一个熔孔，熔孔要保持到点固焊结束。然后焊接火焰对准上、下坡口中间位置，沿着圆周焊缝方向移动，跟进焊丝始终处于火焰保护范围内，防止焊丝氧化(氧化后的焊丝进入熔池很容易在焊缝中形成单个气孔和密集气孔)。点固焊焊缝结束收弧时，火焰移到下坡口上，添加少许焊丝，焊嘴前移速度加快，使得溶化点逐渐变小，能够良好收弧，点固焊完成的焊缝长度在15mm至25mm范围内。

接下来进行打底焊，先用右手采用左焊法焊接第一段圆周焊缝，再用左手采用右焊法焊接剩余段圆周焊缝。左焊法是指向左焊时，焊嘴指向待焊部位，焊接过程自右向左，焊嘴在焊丝后面移动。右焊法是指向右焊时，焊嘴指向已完成的焊缝，焊接过程自左向右，焊嘴在焊丝前面移动。下面详细说明具体焊接过程。

(1)右手焊接：用右手沿圆周延伸的最远点作为起焊点，可以减少左手障碍焊接时难度，右手焊接达到视线和焊枪极限为宜。先用氧化焰加热整条焊缝，让起焊点位置温度升高，再将火焰调节到细微中性焰熔化上坡口，添加焊丝并移向下坡口形成熔池，随后焊缝形成熔孔，熔孔要保持到打底焊结束。焊接溶化速度与送丝速度均匀，焊嘴沿着焊缝方向移动，焊嘴始终沿径向大致垂直焊缝圆周，焊丝始终保持在上坡口根部位置，这样可以保证焊缝背面成型余高均匀，不会导致自然下垂。焊接过程中，下坡口的热量传导给集箱较多，为防止上坡口和下坡口的温差大，焊接过程中火焰要偏向下坡口。焊嘴在管道的轴向不做摆动，在熔池和熔孔间做轻微前后摆动，焊接时焊接火焰高温区始终保持在熔池附近，火焰笼罩着熔池附近来保护液体金属不被氧化，完成第一段圆周焊缝的焊接。

(2)左手焊接：由于位置限制，焊嘴要绕过正在焊接的焊口左侧另一个管子左侧，这样焊嘴才能到达焊缝接头位置(即，假设对管B进行焊接，则焊嘴要绕过管A的左侧)。焊嘴沿圆周方向超过第一段圆周焊缝接头10㎜，加温溶化，焊缝起焊点溶化处形成熔孔，开始添加焊丝，焊丝处于上坡口底部，焊接溶化速度和送丝速度保持一致，焊接2至3cm长度后，焊嘴再绕到管B的左侧继续进行左手焊接。到焊接结束时，根据焊缝溶孔大小输送少量焊丝或不送焊丝，完成剩余部分圆周焊缝的焊接。

接下来进行盖面焊。同样是左手采用右焊法，右手采用左焊法。下面具体描述焊接过程。

(1)先采用左手焊接，焊嘴沿圆周延伸超过打底焊接头10mm起焊预热，焊缝熔化，焊嘴在该处做轻微圆圈摆动，使接头处快速升温，且保证焊接温度均匀一致。焊丝始终保持上坡口处送丝，焊丝加入量逐渐增加，这样起焊点处形成沿圆周方向的斜坡，利于对面焊接接头，焊嘴沿着焊缝移动，保持焊嘴、焊丝和管子焊接方向的夹角不变，可以良好控制焊缝熔池形状，第一段圆周焊缝结束时，采用焊丝逐渐减少的方法收尾，焊缝收尾处也形成沿圆周方向的斜坡。

(2)右手接头起焊点要超过第一段圆周焊缝接头10mm，预热起焊，这时焊缝处于高温状态，焊丝处于上坡口，防止铁水自然下垂，可以减少焊缝上下温度差，良好保持焊缝外观高低均匀，宽窄一致。焊接开始时，焊丝加入量逐渐增加，第一段圆周焊缝结束时，采用焊丝逐渐减少的方法收尾，这样和第一段圆周焊缝的两端的圆周斜坡形成厚度均匀的圆周焊缝。

另外，在进行点固焊前，还将管道焊接坡口及焊接处的管壁内外打磨出金属光泽，特别是管壁内外距离管端10mm的距离内。

本发明的省煤器出口集箱管道焊接方法通过调整氧气、乙炔压力参数，选定细微中性焰进行焊接作业，减少焊缝返修率，提高焊接质量。左手采用右焊法，右手采用左焊法，结合完成圆周焊缝，减少焊接人员工作量，提高了焊接速度，增加高空作业安全系数。经过实践表明，持有压力容器证的焊接者，需要经过三台锅炉的焊接练习，才能够独立进行省煤器出口集箱管道焊接。在焊接效率上，采用左右手焊接完两个管道连接的焊接作业，常规的方法刚刚焊接完一个管道连接的焊接作业。可见其焊接效率提高了近一倍。起焊点和结束点采用斜坡，利于焊接接头也保持焊缝高低均匀，宽窄一致。焊接过程中焊丝保持在上坡口位置，打底焊背面成型和盖面成型焊缝无下垂现象。焊缝经过X检测后，合格率达到99％。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种省煤器出口集箱管道焊接方法，将具有坡口的两个管道对接，其特征在于，通过调整氧气、乙炔参数，焊炬获得细微中性焰后，进行以下焊接步骤：

点固焊：焊炬的焊接火焰对准焊缝上坡口，并逐步向焊接火焰内送入焊丝，焊缝长度达到预设长度后，焊嘴移到下坡口收弧，完成点固焊；

打底焊：先用右手采用左焊法焊接第一段圆周焊缝，再用左手采用右焊法焊接剩余段圆周焊缝，

焊接过程中，焊嘴在管道的轴向不做摆动，火焰偏向下坡口，焊嘴在熔池和熔孔间做前后摆动；

盖面焊：先用左手采用右焊法焊接第一段圆周焊缝，逐渐增加焊丝送入量，并在焊接收尾时逐渐减少焊丝，从而在焊接的起点和终点形成圆周斜坡焊缝；

再用右手采用左焊法焊接剩余段圆周焊缝，逐渐增加焊丝送入量，并在焊接收尾时逐渐减少焊丝，从而使得第一段圆周焊缝和剩余段圆周焊缝形成厚度一致的完整圆周焊缝。

2.根据权利要求1所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其特征在于，在点固焊前还将管道焊接坡口及距焊接管端10mm以内的管壁内外打磨出金属光泽。

3.根据权利要求1所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其特征在于，焊嘴沿管道径向大致垂直焊缝，焊丝与焊嘴在同一平面内，且焊丝与焊嘴的夹角为60°角。

4.根据权利要求1所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其特征在于，点固焊的焊缝长度在15mm至25mm范围内。

5.根据权利要求1所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其特征在于，焊接过程中，焊丝始终保持在上坡口根部位置，保证焊缝背面成型余高均匀。

6.根据权利要求1所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其特征在于，焊接过程中，火焰偏向下坡口。

7.根据权利要求1所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其特征在于，管道对接的间隙是焊丝直径的1.5倍。

8.根据权利要求3所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其特征在于，焊嘴、焊丝与焊缝平面具有10°的倾角。

9.根据权利要求1所述的省煤器出口集箱管道焊接方法，其中，调整氧气的压力至0.15MPa-0.30MPa范围内，调整乙炔的压力至0.02MPa-0.04MPa范围内，从而获得细微中性焰。