CN108856971A - 压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺 - Google Patents

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黄佩兵
陈亚修
曾新明
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/235—Preliminary treatment

Abstract

本发明提及一种压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺，用于安装现场空间狭窄，无法在钢管外侧对焊缝进行清根的环境下，它包含如下步骤：在管节环缝拼装前，在2管节端口位置分别增设1块钢衬垫板，沿全周长布置，点焊固定在钢管外侧；钢管环缝拼接后，焊接时首先将2块钢衬垫板焊接成一体，然后重新打磨坡口进行打底焊，再对坡口进行填充和盖面；钢衬垫板焊接组合成一体后，相当于在环缝坡口背面贴了一圈钢衬垫，钢衬垫焊接时产生的缺陷均留在了衬垫中，后续焊接与带垫板的单面焊相同。本发明降低了焊接难度，对工人技能水平要求较低，容易保证焊接质量。改进后的焊接工艺应用在修复工程后，效果良好，合格率达98%。

Description

压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺
技术领域
本发明涉及一种焊接工艺，具体涉及一种狭窄安装环境下使用的压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺。
背景技术
在工程实践中，压力钢管全位置无衬垫单面焊存在较严重的质量问题，如：某水电站修复工程中，在下平洞原混凝土管（内径为3500mm）内新衬内径为2700mm、壁厚为25mm的压力钢管，压力钢管外侧设有高150mm的加劲环，每4m设置1道，钢材材质均为Q345C，钢管总长度为384m。受管节运输和安装现场条件限制，钢管制作安装单元长度为4m，安装环缝坡口如图1所示。现场安装环缝采用二氧化碳气体保护焊打底、填充和盖面。安装前期在对焊接完成的2条环缝进行无损检测时，发现50%以上长度的焊缝均存在根部未焊透情况，未焊透深度普遍为2～3mm，主要表现为根部焊缝出现缩孔（凹陷）。
钢管加劲环与原混凝土管之间理论间隙为225mm，由于下平洞原混凝土管轴线偏差较大，实际间隙更小。受操作空间限制，施工人员无法站在钢管外侧贴衬垫，因此只能采用单面焊双面成型的焊接方法，环缝坡口为无衬垫的单面坡口形式。
由于坡口背面无衬垫，熔池金属无外部支撑力，容易下淌，且现场安装的环缝焊接属于全位置焊，焊接过程中熔池金属受力状态不断变化，控制根部焊缝成型难度非常大，因此焊缝根部特别是立焊位置容易出现缩孔。
由于施工人员无法在钢管外侧对背面焊缝进行清根，因此如何保证单面焊的根部焊缝质量成了施工人员面临的技术难题。虽然后来尝试了手工电弧焊和钨极氩弧焊打底，但效果均不理想。采用手工电弧焊打底时，焊缝根部不但会存在缩孔问题，而且还带来了夹渣问题；为了保证洞内施工人员的安全，需要采取通风措施保证洞内空气流通，且洞内潮湿环境和坡口洁净度欠佳严重，制约了钨极氩弧焊的使用，焊缝极易产生气孔。
发明内容
本发明的目的是提供一种焊接质量容易保证，且对工人技能水平要求较低；焊接工艺实施后，焊缝经无损检测，合格率达98%的压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺。
为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：一种压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺，它包含如下步骤：
(1)在管节环缝拼装前，在2管节端口位置分别增设1块钢衬垫板，沿全周长布置，点焊固定在钢管外侧；
(2)环缝焊接均采用二氧化碳气体保护焊，钢管环缝拼接后，焊接时首先将2块钢衬垫板焊接成一体，然后重新打磨坡口进行打底焊，再对坡口进行填充和盖面；
(3)钢衬垫板焊接组合成一体后，相当于在环缝坡口背面贴了一圈钢衬垫，钢衬垫焊接时产生的缺陷（如缩孔）均留在了衬垫中，后续焊接与带垫板的单面焊相同。
作为本发明的进一步改进；所述的钢衬垫板为4-6mm厚、20-30mm宽的钢衬垫。
采用上述技术方案后，本发明具有以下有益效果：
本发明降低了焊接难度，对工人技能水平要求较低，容易保证焊接质量。改进后的焊接工艺应用在修复工程后，效果良好。
发明内容
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参阅图2，本具体实施方式采用以下技术方案：一种压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺，它包含如下步骤：
(1)在管节环缝拼装前，在2管节端口位置分别增设1块6mm厚、20mm宽的钢衬垫板A，沿全周长布置，点焊固定在钢管外侧；
(2)环缝焊接均采用二氧化碳气体保护焊，钢管环缝拼接后，焊接时首先将2块钢衬垫板A焊接成一体，然后重新打磨坡口进行打底焊，再对坡口进行填充和盖面；
(3)钢衬垫板A焊接组合成一体后，相当于在环缝坡口背面贴了一圈钢衬垫，钢衬垫焊接时产生的缺陷（如缩孔）均留在了衬垫中，后续焊接与带垫板的单面焊相同。
本发明降低了焊接难度，对工人技能水平要求较低，容易保证焊接质量。改进后的焊接工艺应用在修复工程后，效果良好。
实施例：
将本发明中所述的一种压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺应用在背景技术中提及的修复工程中，所有95条环缝（含2条返工环缝）焊接后，经检测单位无损检测，合格率为98%。该水电站运行1年后，抽取了其中10条压力钢管环缝进行无损检测，未发现焊缝异常情况。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下， 能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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为背景技术中环缝坡口的示意图；
图2为本发明所提供的实施例的钢管坡口示意图。
附图标记：
A—钢衬垫板。

Claims (2)

1.一种压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺，其特征在于，它包含如下步骤：
(1)在管节环缝拼装前，在2管节端口位置分别增设1块钢衬垫板，沿全周长布置，点焊固定在钢管外侧；
(2)环缝焊接均采用二氧化碳气体保护焊，钢管环缝拼接后，焊接时首先将2块钢衬垫板焊接成一体，然后重新打磨坡口进行打底焊，再对坡口进行填充和盖面；
(3)钢衬垫板焊接组合成一体后，相当于在环缝坡口背面贴了一圈钢衬垫，钢衬垫焊接时产生的缺陷均留在了衬垫中，后续焊接与带垫板的单面焊相同。
2.根据权利要求1所述的一种压力钢管组合钢衬垫单面对接焊工艺，其特征在于，所述的钢衬垫板厚4—6mm、宽20—30mm。
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