CN110899904B - 小口径管全位置焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道焊接技术领域，尤其涉及一种小口径管全位置焊接方法。该焊接方法包括：焊接坡口制备，使待焊接的两个小口径管相对的一端的管壁均形成V形坡口；待焊接的两个小口径管之间进行定位焊一点定位，形成定位焊；在待焊接的两个小口径管之间没有定位焊的一侧进行焊接，形成初始熔池；以初始熔池为起点，分别沿逆时针和顺时针方向，采用全位置焊接至定位焊处，停止焊接；本发明可应用在操作空间受限的小口径管的焊接中，操作难度小，以保证焊缝质量，且由于左右焊道只需1道焊接，生产效率高，具有很好的实用性。

Description

小口径管全位置焊接方法

技术领域

本发明属于管道焊接技术领域，尤其涉及一种小口径管全位置焊接方法。

背景技术

小口径管全位置对接，常在产品管道焊接、各类焊工比赛及技能鉴定中出现。

图1为现有技术中的一种小口径管全位置对接的接头示意图，如图1所示，该小口径管 1焊件母材为低碳钢，管直径Φ为60mm，管壁厚度t为6mm，开V形坡口，坡口面角度为30+2°，焊接电源采用额定电流不低于350A的熔化极气体保护焊机，焊丝采用牌号ER50-6，Φ1.2mm实心焊丝。

图2为现有技术中的小口径管全位置焊接方法的示意图，结合图2，现有技术中，小口径管焊缝位置的管轴线与地面平行，自下而上分两个半圈施焊，以时钟刻度为标准，左半圈从6点钟位置顺时针焊至12点钟位置，右半圈从6点钟位置逆时针焊至12点钟位置，根据钢板厚度t为6mm，现有技术采用左右焊道各2道完成，均在管外侧V形坡口正面施焊。

在实现现有技术的过程中，申请人发现现有技术中至少存在以下不足：

现有技术中，由于管壁厚度为6mm，且左右焊道各2道焊接，每道焊道仅有3mm厚度空间量，熔化极气体保护焊接单层焊缝厚度一般会达到4～5mm，操作难度大，焊缝易出现正面焊道咬边、超高，背面焊道凹陷、焊瘤、成形不良等缺陷；另外，左右焊道各需2道焊接，生产效率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种小口径管全位置焊接方法，以解决现有技术中的小口径管对接操作难度大，焊缝易出现正面焊道咬边、超高，背面焊道凹陷、焊瘤、成形不良等缺陷，以及生产效率低的问题。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

一种小口径管全位置焊接方法，所述焊接方法包括：

焊接坡口制备，使待焊接的两个小口径管相对的一端的管壁均形成V形坡口；

待焊接的两个小口径管之间进行定位焊一点定位，形成定位焊；

在待焊接的两个小口径管之间没有定位焊的一侧进行焊接，形成初始熔池；

以初始熔池为起点，分别沿逆时针和顺时针方向，采用全位置焊接至定位焊处，停止焊接；

清理焊接表面，完成小口径管全位置焊接。

进一步地，所述待焊接的小口径管的直径为60mm，管壁厚度为6mm，V形坡口的坡口面角度为30+2°。

进一步地，所述待焊接的两个小口径管之间进行定位焊一点定位，形成定位焊，具体包括：

在待焊接的两个小口径管之间模仿时钟10～11点钟位置处，进行定位焊一点定位，形成定位焊，所述定位焊的定位焊长度为5～10mm，定位焊后，待焊接的两个小口径管之间的间隙为2.5～3mm，待焊接的两个小口径管的错边量≤0.5mm，并将定位焊沿圆周方向的两端预先打磨成具有槽口的斜坡。

进一步地，所述在待焊接的两个小口径管之间没有定位焊的一侧进行焊接，形成初始熔池，具体包括：

采用熄弧法，在待焊接的两个小口径管之间的时钟7点位置起弧，熔化坡口根部至板厚 2/3处，向时钟6点位置沿逆时针方向直拉5mm～10mm后熄弧，形成初始熔池。

进一步地，以所述初始熔池为起点，分别沿逆时针和顺时针方向，采用全位置焊接方式完成两个小口径管的焊接工作，具体包括：

步骤1)、以初始熔池下端的弧坑中部起弧，沿逆时针方向向坡口根部划一个椭圆起弧，依次熔化两个小口径管中的一个所述小口径管的坡口根部和两个小口径管中的另一个所述小口径管的坡口根部，再依次填满两个小口径管中的另一个所述小口径管的坡口表面外侧0.5～ 1mm和两个小口径管中的一个所述小口径管的坡口表面外侧0.5～1mm，最后在新形成的熔池中部熄弧，每个熔池沿管圆周方向焊接3～5mm；

步骤2)、待步骤1)形成的熔池成暗红色后重新起弧，沿逆时针方向依次重复步骤1) 动作，直至一个一个的熔池逐步向上叠加，直至和定位焊上端坡口对接，其中，在1点钟～ 11点钟位置时，不要将坡口表面填满，坡口表面预留2mm的坡口边缘；

步骤3)、从时钟6点位置起弧，沿顺时针方向，采用沿小口径管的长度方向依次往返摆动的方式将初始熔池的坡口填满；

步骤4)、以坡口填满后的初始熔池的上端的弧坑中部起弧，沿顺时针方向重复步骤1) 的动作，直至和定位焊下端坡口对接，将定位焊10～11点钟、未焊满的11点钟～1点钟的坡口表面焊满。

进一步地，所述焊接方法中所使用的焊接设备为熔化极气体保护焊机，焊材为ER50-6，Φ1.2mm实心焊丝。

进一步地，所述焊接方法中的焊接电流140～160A，电弧电压17～20V。

进一步地，所述焊接方法中的焊枪与所述小口径管的切线方向的焊枪倾角成70～80°，所述焊枪与两侧小口径管的夹角成90°。

本发明的有益效果是：

本发明所提供的一种小口径管全位置焊接方法，由于其在待焊接的两个小口径管之间没有定位焊的一侧进行焊接，形成初始熔池，并以初始熔池为起点，分别沿逆时针和顺时针方向，采用全位置焊接至定位焊处，即只需要单面焊接即可双面成形，可应用在操作空间受限的小口径管的焊接中，操作难度小，以保证焊缝质量，且由于左右焊道只需1道焊接，生产效率高，具有很好的实用性。

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为现有技术中的一种小口径管全位置对接的接头示意图；

图2为现有技术中的小口径管全位置焊接方法的示意图；

图3为本发明实施例的一种小口径管全位置焊接方法的流程示意图；

图4为图3所示的焊接方法的焊接方向的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

针对背景技术所示的“现有技术中的小口径管对接操作难度大，焊缝易出现正面焊道咬边、超高，背面焊道凹陷、焊瘤、成形不良等缺陷，以及生产效率低的问题”，本发明实施例提供了一种小口径管全位置焊接方法，其采用了全位置焊接的方法将两个小口径管焊接，这样只需要单面焊接即可双面成形，可应用在操作空间受限的小口径管的焊接中，操作难度小，以保证焊缝质量，且由于左右焊道只需1道焊接，生产效率高，具有很好的实用性。

基于上述设计思路，本发明实施例提供了一种小口径管全位置焊接方法，图3为本发明实施例的一种小口径管全位置焊接方法的流程示意图，结合图3，该焊接方法包括：

S1、焊前准备：

本发明实施例中，所示的焊接方法中所使用的焊接设备为熔化极气体保护焊机，焊材可以选用ER50-6，Φ1.2mm实心焊丝。

另外，在焊接前，需清理小口管径待焊区内外两侧20mm内的油污、水、锈等杂质，直至小口管径待焊区表面露出金属光泽。

小口管径待焊区清理完毕后，制备焊接坡口制备，使待焊接的两个小口径管相对的一端的管壁均形成V形坡口，具体地，本发明实施例中，待焊接的小口径管的直径为60mm，管壁厚度为6mm，V形坡口的坡口面角度为30+2°。

S2、待焊接的两个小口径管之间进行定位焊一点定位，形成定位焊，具体地：

在待焊接的两个小口径管之间模仿时钟10～11点钟位置处，进行定位焊一点定位，形成定位焊，该定位焊的定位焊长度为5～10mm，定位焊后，待焊接的两个小口径管之间的间隙为2.5～3mm，待焊接的两个小口径管的错边量≤0.5mm，并将定位焊沿圆周方向的两端预先打磨成具有槽口的斜坡。

本发明实施例中，定位焊的目的是使两个待焊接的两个小口径管形成初始定位，以方便后续全位置焊接操作。

需要说明的是，本发明实施例中，定位焊也可以位于模仿时钟其他位置，例如2点钟位置，本发明实施例对此不作限制。

S3、在待焊接的两个小口径管之间没有定位焊的一侧进行焊接，形成初始熔池，具体包括：

采用熄弧法，在待焊接的两个小口径管之间的时钟7点位置起弧，熔化坡口根部至板厚 2/3处，向时钟6点位置沿逆时针方向直拉5mm～10mm后熄弧，形成初始熔池。

S4、以初始熔池为起点，分别沿逆时针和顺时针方向，采用全位置焊接方式完成两个小口径管的焊接工作，图4为图3所示的焊接方法的焊接方向的示意图，结合图4，该焊接工作具体包括：

步骤1)、以初始熔池下端的弧坑中部起弧，沿逆时针方向向坡口根部划一个椭圆起弧，依次熔化两个小口径管中的一个所述小口径管的坡口根部0.5～1mm和两个小口径管中的另一个所述小口径管的坡口根部0.5～1mm，再依次填满两个小口径管中的另一个所述小口径管的坡口表面和两个小口径管中的一个所述小口径管的坡口表面，最后在新形成的熔池中部熄弧，每个熔池沿管圆周方向焊接3～5mm；

步骤2)、待步骤1)形成的熔池成暗红色后重新起弧，沿逆时针方向依次重复步骤1) 动作，直至一个一个的熔池逐步向上叠加，直至和定位焊上端坡口对接，其中，在1点钟～ 11点钟位置时，不要将坡口表面填满，坡口表面预留2mm的坡口边缘；

此步骤中，燃弧的时间尽量短，以减小熔池的体积，避免形成焊穿、咬边等缺陷。起弧、熄弧的频率越高则焊缝波纹越细腻，本发明实施例中，起弧、熄弧的频率约为30～40次/分钟。

步骤3)、从时钟6点位置起弧，沿顺时针方向，采用沿小口径管的长度方向依次往返摆动的方式将初始熔池的坡口填满；

步骤4)、以坡口填满后的初始熔池的上端的弧坑中部起弧，沿顺时针方向重复步骤1) 的动作，直至焊接到定位焊下端坡口10点钟位置，将定位焊10～11点钟、未焊满的11点钟～ 1点钟的坡口表面焊满。

本发明实施例中，逆时针的全位置焊接是从7点钟位置逆时针到11点钟位置，而顺时针的全位置焊接是从6点钟位置顺时针焊接到1点钟位置，这样就在两个焊接部的起点段进行双层焊接，这是因为焊接部的起点的工件温度低，电弧不稳定，这样可保证焊接部的起点段的质量。

另外，本发明实施例中，顺时针的全位置焊接到并将定位焊沿圆周方向的两端预先打磨的具有槽口的斜坡时，可以将焊接在斜坡的槽口处停留，以利于铁水完全熔合，使其和定位焊的连接更加牢固，以提高焊接质量。

还有，本发明实施例中，逆时针焊接时，在1点钟～11点钟位置的坡口表面预留2mm的坡口边缘，而顺时针焊接时将未焊满的11点钟～1点钟的坡口表面焊满，这样就是在11点钟～1点钟进行重复焊接，这是因为终点段工件温度高，双层焊接可减小每个熔池的体积，从而减小熔池受到的重力影响，以防止顺时针焊接在11点钟～1点钟收弧处，防止收弧缺陷，保证焊接质量。

在焊接过程中，焊枪与所述小口径管的切线方向的焊枪倾角成70～80°，这样的好处在于，操作时，焊枪倾角跟随管圆周方向转动，使焊接电弧推力有利于熔滴过渡到熔池，并使焊丝干伸长度能保持在10～15mm。焊枪与两侧小口径管的夹角成90°，这样的好处在于让两侧管受热均匀，熔化铁水均匀分布在待焊处，从而形成均匀的焊缝。

本发明实施例的焊接方法中的焊接电流140～160A，电弧电压17～20V，为保证电弧稳定，熔合良好，可匹配稍大的电压。

通过本发明所提供的一种小口径管全位置焊接方法，可将一次合格率从(60％)上升到 (95％)，焊接周期从(40分钟)降低到(20分钟)，一次合格率明显上升，并降低了生产周期，具有很好的实用性和推广价值。

以下所举实施例为本发明的较佳实施方式，仅用来方便说明本发明，并非对本发明作任何形式下的限制，任何所述技术领域中具有通常知识者，若在不脱离本发明所提技术特征的范围内，利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例，并且未脱离本发明的技术特征内容，均仍属于本发明技术特征的范围内。

Claims (4)

1.一种小口径管全位置焊接方法，其特征在于，所述焊接方法包括：

焊接坡口制备，使待焊接的两个小口径管相对的一端的管壁均形成V形坡口，所述待焊接的小口径管的直径为60mm，管壁厚度为6mm，V形坡口的坡口面角度为30+2°；

在待焊接的两个小口径管之间模仿时钟10～11点钟位置处，进行定位焊一点定位，形成定位焊，所述定位焊的定位焊长度为5～10mm，定位焊后，待焊接的两个小口径管之间的间隙为2.5～3mm，待焊接的两个小口径管的错边量≤0.5mm，并将定位焊沿圆周方向的两端预先打磨成具有槽口的斜坡；

采用熄弧法，在待焊接的两个小口径管之间的时钟7点位置起弧，熔化坡口根部至板厚2/3处，向时钟6点位置沿逆时针方向直拉5mm～10mm后熄弧，形成初始熔池；

以所述初始熔池为起点，分别沿逆时针和顺时针方向，采用全位置焊接方式完成两个小口径管的焊接工作，具体包括：

步骤1)、以初始熔池下端的弧坑中部起弧，沿逆时针方向向坡口根部划一个椭圆起弧，依次熔化两个小口径管中的一个所述小口径管的坡口根部和两个小口径管中的另一个所述小口径管的坡口根部，再依次填满两个小口径管中的另一个所述小口径管的坡口表面外侧0.5～1mm和两个小口径管中的一个所述小口径管的坡口表面外侧0.5～1mm，最后在新形成的熔池中部熄弧，每个熔池沿管圆周方向焊接3～5mm；

步骤2)、待步骤1)形成的熔池成暗红色后重新起弧，沿逆时针方向依次重复步骤1)动作，直至一个一个的熔池逐步向上叠加，直至和定位焊上端坡口对接，其中，在1点钟～11点钟位置时，不要将坡口表面填满，坡口表面预留2mm的坡口边缘；

步骤3)、从时钟6点位置起弧，沿顺时针方向，采用沿小口径管的长度方向依次往返摆动的方式将初始熔池的坡口填满；

步骤4)、以坡口填满后的初始熔池的上端的弧坑中部起弧，沿顺时针方向重复步骤1)的动作，直至和定位焊下端坡口对接，将定位焊10～11点钟、未焊满的11～1点钟的坡口表面焊满；

清理焊接表面，完成小口径管全位置焊接。

2.根据权利要求1所述的一种小口径管全位置焊接方法，其特征在于，所述焊接方法中所使用的焊接设备为熔化极气体保护焊机，焊材为ER50-6，Φ1.2mm实心焊丝。

3.根据权利要求1所述的一种小口径管全位置焊接方法，其特征在于，所述焊接方法中的焊接电流140～160A，电弧电压17～20V。

4.根据权利要求1所述的一种小口径管全位置焊接方法，其特征在于，所述焊接方法中的焊枪与所述小口径管的切线方向的焊枪倾角成70～80°，所述焊枪与两侧小口径管的夹角成90°。

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