CN109352140A - 一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺 - Google Patents

一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺 Download PDF

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许庆和
郭伟杰
竺凌
冯莉明
王秉权
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    • B23K9/24—Features related to electrodes
    • B23K9/28—Supporting devices for electrodes

Abstract

本发明公开了一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺，集管与延伸段之间的焊接缝采用窄间隙内坡口结构，将集管与延伸段装配、定位后处于竖直方向，固定不动；将自动焊设备的机架固定，调节焊接机头的平面使其与焊接缝处的坡口面保持平行，将集管和延伸段进行预热后重新调节平面度；将焊机机头从上至下伸入延伸段内部，焊机机头上的焊枪横向伸入窄间隙内坡口结构的根部；焊枪自动旋转，进行填丝自动氩弧焊，完成一圈之后重复，直至完成整个焊缝处的焊接。与现有手工焊相比，本发明大大降低了劳动强度以及焊工受伤的风险。由于手工焊坡口较大，窄间隙坡口很小，明显节省了工作时间。且焊接质量稳定可靠，无损检验均一次合格。

Description

一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺
技术领域
本发明涉及一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺，属于容器、换热器或电站设备技术领域。
背景技术
随着社会不断地发展进步，火力发电机组不断朝着高参数、大容量的方向发展。国内大型机组中，高压加热器一般采用管板U形管式结构，但这通常需要较大的管板直径和厚度，机组的启停会产生较大的热应力，引起壳体和管板连接处出现裂纹的风险。
但若高压加热器采用蛇形管式结构，可以解决U形管式加热器管板厚度不断增加的问题，且蛇形高加设备稳定性好、使用寿命比一般高压加热器要长，成为未来发展的一个趋势。
蛇形高压加热器制造与常规换热器有很大的不同，由于设备结构原因，集管与延伸段须待管束套装完成后再实施焊接，外侧没有焊接空间，因此集管与延伸段只能开内坡口进行焊接。集管内径大约Φ600mm，厚度约110mm，人虽可钻入，但内部空间狭小，且焊前需要预热120℃以上，难以开展手工焊实施焊接工作，集管与延伸端的焊接位置如图1所示，集管1延伸至壳体内壁3，与穿过壳体外壁4的延伸段2通过焊接连接，两者之间的焊接缝5采用内坡口结构，且延伸段2与壳体外壁4之间也焊接连接。
核电主管道焊接中，存在类似的不锈钢厚壁窄间隙对接焊缝，但是在外侧开坡口进行焊接的。外侧具有充分的操作空间，并且不锈钢焊接不需要预热，也完全可以进行手工焊接。
对该类焊缝，可以考虑采用手工焊接，但风险极大。由于上端的接管较长，约650mm，下端的集管长度超过3000mm，此种狭小空间下，还要预热120℃，焊工的安全存在极大的风险。另外，手工焊接焊缝坡口很大，不能使用窄间隙坡口，焊接质量的风险也很大，返修难度很大，因此基本不考虑该方案。
其它外侧窄间隙自动焊的工艺，由于无法解决内侧焊接以及内侧观察的问题，因此不能满足本产品的焊接。
发明内容
本发明所要解决的问题是：现有蛇形高压加热器集管与延伸段内侧焊接工艺难度大，内部空间狭小不易操作、预热后厚壁焊缝焊接难以实施的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：集管与延伸段之间的焊接缝采用窄间隙内坡口结构，将集管与延伸段装配、定位后处于竖直方向，固定不动；
步骤2)：将自动焊设备的机架固定，通过机架中的调节旋钮进行同心度调节，使焊接机头的中心位置位于接管中心。通过机架中的调节旋钮进行平面度调节，使焊枪平行于焊接缝处的坡口面，将集管和延伸段进行预热后重新调节同心度和平面度；
步骤3)：将焊机机头从上至下伸入延伸段内部，焊机机头上的焊枪横向伸入窄间隙内坡口结构的根部，不同深度、直径的焊接缝通过调整焊机机头的上下位置、焊枪的水平位置对焊接位置进行调整；焊枪整体能从接管外侧伸入接管内壁，并进入窄间隙坡口的根部。焊枪尺寸能满足≥110mm，且能深入窄间隙坡口，并能满足≥200℃温度下的长时间连续填丝焊接。
步骤4)：焊枪自动旋转，进行填丝自动氩弧焊，完成一圈之后重复，直至完成整个焊缝处的焊接。
优选地，所述步骤2)中集管和延伸段两个端面的平行间隙保持在50丝。
优选地，所述焊枪上设有摄像头，焊接时用于拍摄熔池情况，并于外部的屏幕上显示。焊工通过观察屏幕，掌握焊接情况，使用遥控器控制、调节钨极位置、焊接参数等。
优选地，所述步骤4)采用氦气与氩气的混合气进行保护增加熔深，每层上、下各焊接一道保证窄间隙坡口侧壁熔合，以适用于610MPa等级的低合金钢。
本发明中的自动焊设备可用于最大壁厚200mm、最小内径600mm的内侧对接焊。焊枪整体能从接管外侧伸入接管内壁，并进入窄间隙坡口的根部。焊枪尺寸能满足≥110mm，且能深入窄间隙坡口(宽度12-18mm)，并能满足≥200℃温度下的长时间连续填丝焊接。
与现有手工焊相比，本发明大大降低了劳动强度以及焊工受伤的风险。由于手工焊坡口较大，窄间隙坡口很小，明显节省了工作时间。且焊接质量稳定可靠，无损检验均一次合格。
附图说明
图1为现有蛇形高压加热器集管与延伸端的焊接结构的示意图；
图2为本发明中自动焊设备焊接位置的示意图；
图3为窄间隙内坡口结构的示意图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺：
步骤1：集管1与延伸段2之间的焊接缝5采用窄间隙内坡口结构(如图3所示)，将集管1与延伸段2装配、定位后处于竖直方向，固定不动；
步骤2：如图2所示，将自动焊设备6(型号SPX welding head&Narrow Gap torche8-200-OSC-128-1C)的机架6-1固定，通过机架6-1中的6-1-1调节旋钮进行同心度调节，使焊接机头6-2的中心位置位于接管中心。通过机架6-1中的6-1-2调节旋钮进行平面度调节，使焊枪6-3平行于焊接缝5处的坡口面，将集管1和延伸段2进行预热后重新调节同心度和平面度；集管1和延伸段2两个端面的平行间隙保持在50丝；
步骤3：将焊机机头6-2从上至下伸入延伸段2内部，焊机机头6-2上的焊枪6-3横向伸入窄间隙内坡口结构的根部，不同深度、直径的焊接缝5通过调整焊机机头6-2的上下位置、焊枪6-3的水平位置对焊接位置进行调整；
步骤4：焊枪6-3上设有摄像头，焊接时用于拍摄熔池情况，并于外部的屏幕上显示；焊枪6-3自动旋转，进行填丝自动氩弧焊，完成一圈之后重复，直至完成整个焊缝处5的焊接；对于610MPa等级的低合金钢，焊接时，采用氦气与氩气的混合气进行保护增加熔深，每层上、下各焊接一道保证窄间隙坡口侧壁熔合。

Claims (4)

1.一种蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：集管(1)与延伸段(2)之间的焊接缝(5)采用窄间隙内坡口结构，将集管(1)与延伸段(2)装配、定位后处于竖直方向，固定不动；
步骤2)：将自动焊设备(6)的机架(6-1)固定，通过机架(6-1)中的(6-1-1)调节旋钮进行同心度调节，使焊接机头(6-2)的中心位置位于接管中心。通过机架(6-1)中的(6-1-2)调节旋钮进行平面度调节，使焊枪(6-3)平行于焊接缝(5)处的坡口面，将集管(1)和延伸段(2)进行预热后重新调节同心度和平面度；
步骤3)：将焊机机头(6-2)从上至下伸入延伸段(2)内部，焊机机头(6-2)上的焊枪(6-3)横向伸入窄间隙内坡口结构的根部，不同深度、直径的焊接缝(5)通过调整焊机机头(6-2)的上下位置、焊枪(6-3)的水平位置对焊接位置进行调整；
步骤4)：焊枪(6-3)自动旋转，进行填丝自动氩弧焊，完成一圈之后重复，直至完成整个焊缝处(5)的焊接。
2.如权利要求1所述的蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺，其特征在于，所述步骤2)中集管(1)和延伸段(2)两个端面的平行间隙保持在50丝。
3.如权利要求1所述的蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺，其特征在于，所述焊枪(6-3)上设有摄像头，焊接时用于拍摄熔池情况，并于外部的屏幕上显示。
4.如权利要求1所述的蛇形高压加热器集管与延伸段内侧对接自动焊工艺，其特征在于，所述步骤4)采用氦气与氩气的混合气进行保护增加熔深，每层上、下各焊接一道保证窄间隙坡口侧壁熔合。
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