CN106914684A - 一种坡地管道自动焊焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种坡地管道自动焊焊接工艺，属于山区大坡度地带长输管道施工技术领域。该焊接工艺包括：a，在两根需要对口焊接的管道的管口加工不对称的双V复合型坡口，坡口包括上坡口、下坡口、钝边以及内坡口；位于坡地上侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度分别大于位于坡地下侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度；b，利用管道内焊机进行管口组对；c，对组对后的管口进行预热；d，利用管道内焊机进行根焊；e，利用单焊炬焊接小车进行热焊、填充焊接以及盖面焊接，填充焊接和盖面焊接过程中，焊枪的运动形式采用角摆方式。该焊接工艺满足坡地管道焊接要求，既能提高施工效率、降低人工成本，又能保证焊缝质量。

Description

一种坡地管道自动焊焊接工艺
技术领域
本发明涉及山区大坡度地带长输管道施工技术领域，特别涉及一种坡地管道自动焊焊接工艺。
背景技术
随着油气管道建设事业的蓬勃发展，经常需要在山区丘陵地带进行管道焊接施工。
目前坡地管道施工多采用在管沟内布管组焊的方式，焊接方法为手工电弧焊和STT(Surface-tension transfer)半自动焊。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：由于山区丘陵地带纵向坡度大，焊接过程中熔池受重力影响容易偏向位于坡地下侧的坡口。焊接过程中，施工人员操作稍有不当就会造成位于坡地上侧的焊缝产生咬边、位于坡地下侧的焊缝产生夹渣和未熔合等缺陷，严重影响管道焊接质量。因此现有的手工电弧焊和STT半自动焊不能满足坡地管道焊接要求。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种焊接质量高、焊接效率高，能够满足坡地管道焊接要求的坡地管道自动焊焊接工艺。
具体而言，包括以下技术方案：
一种坡地管道自动焊焊接工艺，所述焊接工艺包括：
步骤a，在两根需要对口焊接的管道的管口加工坡口，所述坡口的形状为不对称的双V复合型坡口，所述坡口包括设置在管口外壁的上坡口和下坡口、设置在管口内壁的内坡口以及位于所述下坡口和所述内坡口之间的钝边；位于坡地上侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度分别大于位于坡地下侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度；
步骤b，利用管道内焊机将所述位于坡地上侧的管口和所述位于坡地下侧的管口组对；
步骤c，对组对后的管口进行预热；
步骤d，利用所述管道内焊机进行根焊；
步骤e，利用单焊炬焊接小车进行外焊，所述外焊包括热焊、填充焊接以及盖面焊接，所述填充焊接和盖面焊接过程中，所述单焊炬焊接小车的焊枪的运动形式采用角摆方式。
具体地，步骤a中，所述位于坡地上侧的管口的坡口尺寸为：上坡口角度为4°～6°，下坡口角度为43°～47°，内坡口角度为36.5°～38.5°；钝边厚度为1.1mm～1.3mm，内坡口高度为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离为4.5mm～5.5mm；所述位于坡地下侧的管口的坡口尺寸为：上坡口角度为0°～6°，下坡口角度为10°～47°，内坡口角度为36.5°～38.5°；钝边厚度为1.1mm～1.3mm，内坡口高度为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离为4.5mm～5.5mm。
具体地，步骤b中，所述位于坡地上侧的管口和所述位于坡地下侧的管口组对后两管口间的对口间隙≤0.5mm，错变量≤1.5mm。
具体地，步骤c中，预热温度为80℃～120℃，预热范围包括焊道及所述焊道两侧30mm～50mm的区域。
具体地，步骤d中，所述根焊的工艺参数为：焊接电压为20～22V，焊丝直径为0.9mm，送丝速度为8m/min～9.5m/min，焊丝干伸长为9mm～11mm，焊接电流为190A～210A，焊接速度为700mm/min～800mm/min；所述根焊过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为40L/min～50L/min。
具体地，步骤e中，采用单焊炬实心焊丝气体保护焊工艺进行热焊、填充焊接以及盖面焊接。
具体地，所述热焊的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～10m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～230A，焊接速度为400mm/min～700mm/min；所述热焊过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所述保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为15L/min～25L/min。
具体地，所述填充焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～220A，焊接速度为400mm/min～600mm/min；所述填充焊接过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所述保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为15L/min～25L/min；所述焊枪的摆动宽度为4mm～8mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms。
具体地，所述盖面焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为160A～200A，焊接速度为400mm/min～600mm/min；所述盖面焊接过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所述保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为15L/min～25L/min；所述焊枪的摆动宽度为4mm～6mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms。
具体地，所述坡地的纵向坡度为30°以下。
本发明实施例提供的技术方案的有益效果是：
本发明实施例提供了一种坡地管道自动焊焊接工艺，与现有的手工电弧焊和半自动焊工艺相比，自动焊工艺操作简单、容易控制、稳定性好，既提高了施工效率、降低人工成本又保证了焊缝质量。该焊接工艺中，坡口形式采用不对称的双V型复合坡口，在外焊中的填充焊接和盖面焊接过程中焊枪采用角摆方式。通过上述坡口形式和焊枪运动模式两方面的优化改进，缓解了焊接过程中熔池的下塌，有效的解决了大纵向坡度下焊缝成形困难、易出现咬边和未熔合缺陷等不足。本发明实施例提供的焊接工艺尤其适用于纵向坡度在30°以下的坡地管道施工。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中位于坡地上侧的管口的不对称双V复合型坡口示意图；
图2为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中位于坡地下侧的管口的不对称双V复合型坡口示意图；
图3为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中管口组对示意图；
图4为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中根焊效果图；
图5为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中填充焊接时焊枪位置及摆动示意图；
图6为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中盖面焊接时焊枪位置及摆动示意图；
图7为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中焊接接头的效果图；
图8为本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中管道内焊机结构示意图。
附图标记分别表示：
D1-位于坡地上侧的管口的上坡口角度，
D2-位于坡地上侧的管口的下坡口角度，
D3-位于坡地上侧的管口的内坡口角度，
H1-位于坡地上侧的管口的钝边厚度，
H2-位于坡地上侧的管口的内坡口高度，
H3-位于坡地上侧的管口的上坡口与下坡口交线与管口内壁间的距离，
D1’-位于坡地下侧的管口的上坡口角度，
D2’-位于坡地下侧的管口的下坡口角度，
D3’-位于坡地下侧的管口的内坡口角度，
H1’-位于坡地下侧的管口的钝边厚度，
H2’-位于坡地下侧的管口的内坡口高度，
H3’-位于坡地下侧的管口的上坡口与下坡口交线与管口内壁间的距离；
A-喷嘴，B-导电嘴，C-焊丝；
1-根焊及热焊层焊缝，2-填充1层焊缝，3-填充2层焊缝，
4-填充3层焊缝，5-填充4层焊缝，6-盖面层焊缝；
CW1-第一焊接单元，CW2-第二焊接单元，CW3-第三焊接单元，
CW4-第四焊接单元，CW5-第五焊接单元，CW6-第六焊接单元，
CW7-第七焊接单元，CW8-第八焊接单元。
具体实施方式
为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供一种坡地管道自动焊焊接工艺，该焊接工艺包括：
步骤1，在两根需要对口焊接的管道的管口加工坡口，坡口的形状为不对称的双V复合型坡口，坡口包括设置在管口外壁的上坡口和下坡口、设置在管口内壁的内坡口以及位于下坡口和内坡口之间的钝边；位于坡地上侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度分别大于位于坡地下侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度；
步骤2，利用管道内焊机将位于坡地上侧的管口和位于坡地下侧的管口组对；
步骤3，对组对后的管口进行预热；
步骤4，利用管道内焊机进行根焊；
步骤5，利用单焊炬焊接小车进行外焊，外焊包括热焊、填充焊接以及盖面焊接，填充焊接和盖面焊接过程中，单焊炬焊接小车的焊枪的运动形式采用角摆方式。
本发明实施例提供的坡地管道自动焊焊接工艺中，所用的管道内焊机和单焊炬焊接小车均为自动焊设备，与现有的手工电弧焊和半自动焊工艺相比，自动焊工艺操作更简单、更容易控制、稳定性更好，既提高了施工效率、降低人工成本又保证了焊缝质量。本发明实施例提供的焊接工艺从坡口形式和焊枪运动模式两方面进行优化改进，有效缓解了焊接过程中熔池的下塌，解决了大纵向坡度下焊缝成形困难、易出现咬边和未熔合缺陷等不足。
具体来说，
参见图1、图2和图3，本发明实施例提供的焊接工艺中坡口形式为不对称的双V复合型坡口，由管口外壁至管口内壁依次包括：上坡口、下坡口、钝边以及内坡口，其中上坡口和下坡口位于管口外壁上，内坡口位于管口内壁上，钝边位于下坡口和内坡口之间。上坡口的角度小于下坡口的角度，上坡口和下坡口之间圆滑过渡形成阶梯型的V型坡口。根据坡地焊接中熔池受重力影响容易偏向位于坡地下侧的坡口的特点，位于坡地上侧的管口(下文简称上管口)的上坡口以及下坡口角度分别大于位于坡地下侧的管口(下文简称下管口)的上坡口以及下坡口角度。其中，上管口的上坡口角度D1与下管口的上坡口角度D1’的差值为2°～4°，上管口的下坡口角度D2与下管口的下坡口角度D2’的差值为10°～20°。本领域技术人员可以理解的是，上管口的内坡口角度D3、钝边厚度H1、内坡口高度H2以及上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离H3分别与下管口的内坡口角度D3’、钝边厚度H1’、内坡口高度H2’以及上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离H3’相同。为了保证焊接质量，上管口和下管口的坡口端面应当光滑、平整，钝边应当均匀。
同时，由于在坡度地带焊接熔池易受重力影响，偏向下管口坡口，减小了熔池在上管口的填充量，同时阻碍了电弧对下管口的作用，从而易导致焊缝在上管口产生咬边，下管口产生未熔合等缺陷。因此在外焊过程中的填充焊接和盖面焊接中，焊枪的运动形式为角摆形式，这样既保证电弧吹力能够有效的托住熔池防止下坠，又能使电弧充分作用于坡口两个侧壁，保证坡口两侧熔合良好。
进一步地，位于坡地上侧的管口的坡口尺寸为：上坡口角度D1为4°～6°，下坡口角度D2为43°～47°，内坡口角度D3为36.5°～38.5°；钝边厚度H1为1.1mm～1.3mm，内坡口高度H2为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离H3为4.5mm～5.5mm。位于坡地下侧的管口的坡口尺寸为：上坡口角度D1’为0°～6°，下坡口角度D2’为10°～47°，内坡口角度D3’为36.5°～38.5°；钝边厚度H1’为1.1mm～1.3mm，内坡口高度H2’为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离H3’为4.5mm～5.5mm。坡口的具体尺寸可以根据坡地纵向坡度、待焊接管道的钢级、直径以及壁厚等因素确定。
例如，当坡地纵向坡度为30°、待焊接管道的钢级为X70、直径为Φ1219mm、壁厚为18.4mm时，位于坡地上侧的管口的坡口尺寸可以为：上坡口角度D1为6°，下坡口角度D2为45°，内坡口角度D3为37.5°；钝边厚度H1为1.1mm～1.3mm，内坡口高度H2为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离H3为4.5mm～5.5mm。位于坡地下侧的管口的坡口尺寸为：上坡口角度D1’为2°，下坡口角度D2’为25°，内坡口角度D3’为37.5°；钝边厚度H1’为1.1mm～1.3mm，内坡口高度H2’为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离H3’为4.5mm～5.5mm。
进一步地，在步骤2中对上管口和下管口进行组对时，首先将具有对口功能的管道内焊机放入下管口中，再将上管口与下管口对接，利用管道内焊机的定位和对口功能使上管口和下管口组对。为保证焊接质量，组对后两管口间对口间隙G≤0.5mm，错变量O≤1.5mm。组对后的上下管口如图3所示。本领域技术人员可以理解的是，在进行上管口和下管口的组对之前，需要对管口处管道内壁和外壁进行打磨除锈。同时，在组对之前还需要管道内焊机储气罐内充气，并调整管道内焊机各气动元器件气压。储气罐以及各气动元件的气压的具体数值可以根据实际情况进行设置，例如，储气罐内气压为1.2MPa，刹车气缸气压为1.2MPa、行走马达气压为0.8MPa、行走支撑气缸气压为0.6MPa、定位气缸气压为1.2MPa、涨紧气缸气压为1.0MPa。组对后两管口间对口间隙G≤0.5mm，错变量O≤1.5mm。组对后的管口如图3所示。
进一步地，步骤3中，对管口进行预热时，预热温度为80℃～120℃，预热范围包括焊道及焊道两侧30mm～50mm的区域。
进一步地，步骤4中，利用管道内焊机进行根焊的工艺参数为：焊接电压为20～22V，焊丝直径为0.9mm，送丝速度为8m/min～9.5m/min，焊丝干伸长为9mm～11mm，焊接电流为190A～210A，焊接速度为700mm/min～800mm/min；根焊过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，保护气的流量为40L/min～50L/min。根焊效果如图4所示。上述根焊的工艺参数的具体数值可以根据坡地纵向坡度、待焊接管道的钢级、直径以及壁厚等因素确定。
仍以上文所述的坡地纵向坡度为30°、待焊接管道的钢级为X70、直径为Φ1219mm、壁厚为18.4mm的情况为例，根焊的工艺参数为：焊接电压为20～22V，焊丝直径为0.9mm，送丝速度为8m/min～9.5m/min，焊丝干伸长为9mm～11mm，焊接电流为190A～210A，焊接速度为700mm/min～800mm/min；保护气中二氧化碳和氩气的体积比为1:4(即二氧化碳体积百分比为20％，氩气的体积百分比为80％)，保护气的流量为40L/min～50L/min。
本发明实施例的焊接工艺中，所用的管道内焊机具有八个焊接单元，其结构如图8所示，八个焊接单元安装在旋转盘上，并沿旋转盘的圆周方向均匀分布。焊接时，第一焊接单元CW1、第二焊接单元CW2、第三焊接单元CW3以及第四焊接单元CW4同时起弧，旋转盘带动焊接单元顺时针方向旋转(观察方向为上管口到下管口方向，下同)完成管口右半周的焊接；随后，第五焊接单元CW5、第六焊接单元CW6、第七焊接单元CW7以及第八焊接单元CW8同时起弧，旋转盘逆时针方向旋转，完成管口左半周的焊接。本领域技术人员可以理解的是，以上所述仅是管道内焊机的一种形式，根焊过程中，只要工艺参数符合本发明实施例限定的范围，管道内焊机的具体形式可以根据实际情况进行选择。
进一步地，步骤5中，采用单焊炬实心焊丝气体保护焊工艺进行热焊、填充焊接以及盖面焊接。在焊接开始前，首先安装焊接轨道，焊接轨道边缘距离焊道中心的距离为200mm～280mm。然后将单焊炬焊接小车装卡在焊接轨道上。
进行热焊时，调节焊枪至焊道中心，选择焊层为热焊程序，测试保护气并调整气流量，调整喷嘴高度及焊丝伸出长度，调试完毕后开始焊接。由于热焊过程中，电弧热量需集中于焊道中心将坡口钝边熔透，因此焊枪无需摆动。热焊的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～10m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～230A，焊接速度为400mm/min～700mm/min；热焊过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，保护气的流量为15L/min～25L/min。
热焊完成后，选择焊层为填充焊接程序，重复调试单焊炬焊接小车进行填充焊接。填充焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～220A，焊接速度为400mm/min～600mm/min；填充焊接过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，保护气的流量为15L/min～25L/min；焊枪角摆过程中的摆动宽度为4mm～8mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms。填充焊接时焊枪位置及摆动过程如图5所示。
填充焊接完成后，继续选择焊层为盖面焊接程序，重复调试两台焊接小车进行盖面焊接。由于盖面焊接过程中，部分熔池处于坡口之上，坡口对熔池流动性的阻碍作用降低，因此盖面焊接中，熔池的下坠趋势增大，为解决这一问题，本发明实施例提供的焊接工艺中盖面焊接采用排焊的方式，焊接前需调整焊枪角度至与下管口轴径方向夹角为85°，焊接时焊枪采用横摆的摆动方式，如图6所示，先对下管口施焊，在对上管口进行施焊。盖面焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为160A～200A，焊接速度为400mm/min～600mm/min；盖面焊接过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，保护气的流量为15L/min～25L/min；焊枪的摆动宽度为4mm～6mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms。盖面焊接完成后即完成全部的管道焊接施工，焊接完成后形成的焊接接头的形貌如图7所示。
与根焊过程相似，上述热焊、填充焊接以及盖面焊接的工艺参数的具体数值可以根据坡地纵向坡度、待焊接管道的钢级、直径以及壁厚等因素确定。以上文所述的坡地纵向坡度为30°、待焊接管道的钢级为X70、直径为Φ1219mm、壁厚为18.4mm的情况为例：
热焊的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～10m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～230A，焊接速度为400mm/min～700mm/min，保护气中二氧化碳和氩气的体积比为1:4(即二氧化碳体积百分比为20％，氩气的体积百分比为80％)，保护气的流量为40L/min～50L/min；
填充焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～220A，焊接速度为400mm/min～600mm/min，保护气中二氧化碳和氩气的体积比为1:4(即二氧化碳体积百分比为20％，氩气的体积百分比为80％)，保护气的流量为15L/min～25L/min；焊枪的摆动宽度为4mm～6mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms；
盖面焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为160A～200A，焊接速度为400mm/min～600mm/min；保护气中二氧化碳和氩气的体积比为1:4(即二氧化碳体积百分比为20％，氩气的体积百分比为80％)，保护气的流量为15L/min～25L/min，焊枪的摆动宽度为4mm～6mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms。
本发明实施例提供的焊接工艺中，采用两台单焊炬焊接小车来完成管口一周的焊接。两台单焊炬焊接小车分别设置在管口两侧。在进行热焊、填充焊接以及盖面焊接过程中，首先控制一台焊接小车行走至管口顶点12点位置，调节焊枪至焊道中心，选择焊层为相应焊接程序，测试保护气并调整气流量，调整喷嘴高度及焊丝伸出长度，调试完毕后开始焊接；待该焊接小车焊至2～3点位置时，控制另外一台焊接小车行走至管口顶点12点位置，重复调试并开始焊接，当两台小车均在6点位置停止焊接。本领域技术人员可以理解的是，上述焊接过程为一种具体的实现方式，只要工艺参数符合本发明实施例限定的范围，焊接小车的数量以及焊接的过程可以根据实际情况进行选择。
本发明实施例提供的焊接工艺尤其适用于纵向坡度在30°以下的坡地管道施工。
综上，本发明实施例针对坡地管道焊接过程中易出现的熔池下塌、成形困难以及侧壁熔合不良等问题，提供了一种基于内根焊+单焊炬实心焊丝气体保护焊的坡地管道自动焊焊接工艺，该焊接工艺可以实现山地、丘陵等大坡度地带的管道自动焊施工，大幅度提高了焊接效率，降低了人工成本和焊工劳动强度。该焊接工艺中，通过采用不对称的双V复合型坡口以及填充焊接和盖面焊接过程中焊枪采用角摆方式，有效克服了坡地管道焊接过程中熔池下坠的问题，解决了大纵向坡度下焊缝成形困难、易出现咬边和未熔合缺陷等不足，提高了一次焊接合格率。同时，该焊接工艺中采用较小规范的焊接工艺，在保证熔合良好的情况下，降低热输入。一方面可以有效缓解焊缝热影响区晶粒的长大趋势，另一方面缩短了熔池的冷却周期，减小了熔池金属处于熔融状态的时间，从而进一步抑制了熔池的下坠。此外，该焊接工艺中所用坡口尺寸小，所需填充的焊接材料减少，降低了焊接成本。
以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。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 (10)

1.一种坡地管道自动焊焊接工艺，其特征在于，所述焊接工艺包括：
步骤a，在两根需要对口焊接的管道的管口加工坡口，所述坡口的形状为不对称的双V复合型坡口，所述坡口包括设置在管口外壁的上坡口和下坡口、设置在管口内壁的内坡口以及位于所述下坡口和所述内坡口之间的钝边；位于坡地上侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度分别大于位于坡地下侧的管口的上坡口角度以及下坡口角度；
步骤b，利用管道内焊机将所述位于坡地上侧的管口和所述位于坡地下侧的管口组对；
步骤c，对组对后的管口进行预热；
步骤d，利用所述管道内焊机进行根焊；
步骤e，利用单焊炬焊接小车进行外焊，所述外焊包括热焊、填充焊接以及盖面焊接，所述填充焊接和盖面焊接过程中，所述单焊炬焊接小车的焊枪的运动形式采用角摆方式。
2.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，步骤a中，所述位于坡地上侧的管口的坡口尺寸为：上坡口角度为4°～6°，下坡口角度为43°～47°，内坡口角度为36.5°～38.5°；钝边厚度为1.1mm～1.3mm，内坡口高度为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离为4.5mm～5.5mm；
所述位于坡地下侧的管口的坡口尺寸为：上坡口角度为0°～6°，下坡口角度为10°～47°，内坡口角度为36.5°～38.5°；钝边厚度为1.1mm～1.3mm，内坡口高度为1.4mm～1.6mm，上坡口与下坡口交线与管口内壁间距离为4.5mm～5.5mm。
3.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，步骤b中，所述位于坡地上侧的管口和所述位于坡地下侧的管口组对后两管口间的对口间隙≤0.5mm，错变量≤1.5mm。
4.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，步骤c中，预热温度为80℃～120℃，预热范围包括焊道及所述焊道两侧30mm～50mm的区域。
5.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，步骤d中，所述根焊的工艺参数为：焊接电压为20～22V，焊丝直径为0.9mm，送丝速度为8m/min～9.5m/min，焊丝干伸长为9mm～11mm，焊接电流为190A～210A，焊接速度为700mm/min～800mm/min；所述根焊过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所述保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为40L/min～50L/min。
6.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，步骤e中，采用单焊炬实心焊丝气体保护焊工艺进行热焊、填充焊接以及盖面焊接。
7.根据权利要求6所述的焊接工艺，其特征在于，所述热焊的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～10m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～230A，焊接速度为400mm/min～700mm/min；所述热焊过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所述保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为15L/min～25L/min。
8.根据权利要求6所述的焊接工艺，其特征在于，所述填充焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为180A～220A，焊接速度为400mm/min～600mm/min；所述填充焊接过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所述保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为15L/min～25L/min；所述焊枪的摆动宽度为4mm～8mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms。
9.根据权利要求6所述的焊接工艺，其特征在于，所述盖面焊接的工艺参数为：焊接电压为20V～24V，焊丝直径为1.0mm，送丝速度为8m/min～9m/min，焊丝干伸长为10mm～15mm，焊接电流为160A～200A，焊接速度为400mm/min～600mm/min；所述盖面焊接过程中以二氧化碳和氩气的混合气体作为保护气，所述保护气中二氧化碳的体积百分比为15％～25％，所述保护气中氩气的体积百分比为75％～85％，所述保护气的流量为15L/min～25L/min；所述焊枪的摆动宽度为4mm～6mm，摆动频率为100～150次/min，边缘停留时间为20ms～100ms。
10.根据权利要求1所述的焊接工艺，其特征在于，所述坡地的纵向坡度为30°以下。
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Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107900489A (zh) * 2017-11-01 2018-04-13 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种坡度状态下的金属管道全位置焊接方法
CN107999937A (zh) * 2017-12-22 2018-05-08 中国石油化工股份有限公司天然气分公司 一种长输管道全自动焊接工艺
CN109420818A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 宝山钢铁股份有限公司 一种地下储气库用套管的焊接方法
CN109865921A (zh) * 2019-02-22 2019-06-11 中石化第十建设有限公司 磁吸式管道全位置机动焊焊接工艺
CN110666291A (zh) * 2019-10-14 2020-01-10 常州金坛金恒基安装工程有限公司 储气库管道焊接工艺
CN110744181A (zh) * 2019-11-04 2020-02-04 四川石油天然气建设工程有限责任公司 一种大口径长输管线用自动焊焊接工艺
CN110756952A (zh) * 2019-11-22 2020-02-07 安吉美源家具有限公司 一种椅架钢管环焊工艺
CN111136366A (zh) * 2020-01-10 2020-05-12 苏州科赛精密机械有限公司 一种用于高压无缝钢管的焊接工艺
CN111496352A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 成都熊谷加世电器有限公司 一种坡地管道的焊接方法
CN112122750A (zh) * 2020-09-15 2020-12-25 天津大学 一种无缝钢管的环缝对接焊方法
CN113814590A (zh) * 2021-09-25 2021-12-21 中石化石油工程技术服务有限公司 水网地带大口径长输管道自动焊施工工法
CN114850619A (zh) * 2021-02-03 2022-08-05 中国石油天然气集团有限公司 管道焊接系统及方法
CN115283786A (zh) * 2022-08-19 2022-11-04 燕山大学 一种智能化自动焊接方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06335769A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Nippon Steel Corp チタン製電着面板ドラムの製造方法
CN101767245A (zh) * 2009-12-30 2010-07-07 广州中船龙穴造船有限公司 一种横焊焊接方法
CN102922104A (zh) * 2012-11-16 2013-02-13 靳红星 大口径长输钢质管道焊接工艺
CN103692061A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 江苏新时代造船有限公司 一种使用双枪自动横焊小车进行对接焊的方法
CN105252114A (zh) * 2015-10-26 2016-01-20 中国石油天然气集团公司 一种坡地管道焊接工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06335769A (ja) * 1993-05-28 1994-12-06 Nippon Steel Corp チタン製電着面板ドラムの製造方法
CN101767245A (zh) * 2009-12-30 2010-07-07 广州中船龙穴造船有限公司 一种横焊焊接方法
CN102922104A (zh) * 2012-11-16 2013-02-13 靳红星 大口径长输钢质管道焊接工艺
CN103692061A (zh) * 2013-12-05 2014-04-02 江苏新时代造船有限公司 一种使用双枪自动横焊小车进行对接焊的方法
CN105252114A (zh) * 2015-10-26 2016-01-20 中国石油天然气集团公司 一种坡地管道焊接工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
张峰等: "油气管道全位置单枪双丝自动焊接技术", 《焊接学报》 *

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109420818A (zh) * 2017-08-28 2019-03-05 宝山钢铁股份有限公司 一种地下储气库用套管的焊接方法
CN107900489A (zh) * 2017-11-01 2018-04-13 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种坡度状态下的金属管道全位置焊接方法
CN107900489B (zh) * 2017-11-01 2020-04-21 湖北三江航天红阳机电有限公司 一种坡度状态下的金属管道全位置焊接方法
CN107999937A (zh) * 2017-12-22 2018-05-08 中国石油化工股份有限公司天然气分公司 一种长输管道全自动焊接工艺
CN109865921A (zh) * 2019-02-22 2019-06-11 中石化第十建设有限公司 磁吸式管道全位置机动焊焊接工艺
CN110666291A (zh) * 2019-10-14 2020-01-10 常州金坛金恒基安装工程有限公司 储气库管道焊接工艺
CN110744181A (zh) * 2019-11-04 2020-02-04 四川石油天然气建设工程有限责任公司 一种大口径长输管线用自动焊焊接工艺
CN110756952A (zh) * 2019-11-22 2020-02-07 安吉美源家具有限公司 一种椅架钢管环焊工艺
CN111136366A (zh) * 2020-01-10 2020-05-12 苏州科赛精密机械有限公司 一种用于高压无缝钢管的焊接工艺
CN111496352A (zh) * 2020-04-28 2020-08-07 成都熊谷加世电器有限公司 一种坡地管道的焊接方法
CN112122750A (zh) * 2020-09-15 2020-12-25 天津大学 一种无缝钢管的环缝对接焊方法
CN112122750B (zh) * 2020-09-15 2022-04-29 天津大学 一种无缝钢管的环缝对接焊方法
CN114850619A (zh) * 2021-02-03 2022-08-05 中国石油天然气集团有限公司 管道焊接系统及方法
CN114850619B (zh) * 2021-02-03 2024-03-26 中国石油天然气集团有限公司 管道焊接系统及方法
CN113814590A (zh) * 2021-09-25 2021-12-21 中石化石油工程技术服务有限公司 水网地带大口径长输管道自动焊施工工法
CN113814590B (zh) * 2021-09-25 2022-12-20 中石化石油工程技术服务有限公司 水网地带大口径长输管道自动焊施工方法
CN115283786A (zh) * 2022-08-19 2022-11-04 燕山大学 一种智能化自动焊接方法

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