CN111014901A - 一种薄壁不锈钢管的自熔自动tig焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，不锈钢管的厚度范围为1mm～2.5mm：包括以下步骤：将待焊接的第一不锈钢管和第二不锈钢管组对并形成对接接头，且该对接接头无坡口；在对接接头的正面和背面通保护气体，排出第一不锈钢管和第二不锈钢管内的空气；在对接接头的正面通入焊接气体，焊接气体采用氩氢混合气，氩气的体积百分比为97％，氢气的体积百分比为3％；在对接接头的背面通入保护气体；利用脉冲TIG自动焊，调整焊枪至对接接头位置，对接接头无填充焊丝，焊枪旋转进行全位置自熔焊接。本发明的自熔自动TIG焊接方法可不开坡口，不需填充焊丝，焊接过程自动进行，可保证焊接质量，提高薄壁不锈钢管的焊接效率，降低了焊接成本。
Description
技术领域
本发明涉及TIG焊接技术领域，具体是涉及一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法。
背景技术
TIG焊(Tungsten Inert Gas Welding)，又称为非熔化极惰性气体保护焊。无论是在人工焊接还是自动焊接0.5～4.0mm厚的不锈钢时，TIG焊都是最常用到的焊接方式。用TIG焊加填丝的方式常用于压力容器及管道的打底焊接，惰性气体一般为氩气。
TIG焊是在惰性气体的保护下，利用钨电极与工件间产生的电弧热熔化母材和填充焊丝的一种焊接方法。焊接时保护气体从焊枪的喷嘴中连续喷出，在电弧周围形成气体保护层隔绝空气，以防止其对钨极、熔池及邻近热影响区的有害影响，从而可获得优质的焊缝。保护气体可采用氩气、氦气或氩氦混合气体。
在TIG焊对管道的对接接头进行焊接时，需先在管道的端部开设V、U或J型坡口，然后再进行焊接。这样，在对管道进行焊接时，势必要在对管道进行机加时在管道的端部开设坡口，这就导致管道的机加周期延长，进而导致焊接周期延长；在焊接时还需添加焊丝，消耗焊接填充材料，进而导致焊接成本较高。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术中TIG焊需先在管道的端部开设坡口，然后再进行焊接，导致焊接周期延长的不足，提供一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法。
本发明提供一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，所述不锈钢管的厚度范围为1mm～2.5mm，包括以下步骤：
将待焊接的第一不锈钢管和第二不锈钢管组对对接并形成对接接头，且该对接接头无对接坡口；
在对接接头的正面和背面通保护气体，排出第一不锈钢管和第二不锈钢管内的空气；
在对接接头的正面通入正面保护气体，正面保护气体采用氩氢混合气；
在对接接头的背面通入背面保护气体；
将第一不锈钢管和第二不锈钢管固定在工装平台上；
利用脉冲TIG自动焊，直流正接，调整焊枪至对接接头位置，对接接头无填充焊丝，焊枪旋转进行全位置自熔焊接。
优选方案：所述第一不锈钢管和第二不锈钢管的对接接头的间隙≤0.5mm，第一不锈钢管和第二不锈钢管的同心度偏差≤0.5mm。
优选方案：所述氩氢混合气中氩气的体积百分比为97％，氢气的体积百分比为3％。
优选方案：所述脉冲TIG自动焊的峰值电流为72～80A，峰值电流时间为0.26s，基值电流为16A，基值电流时间为0.26s。
优选方案：所述脉冲TIG自动焊的钨棒直径为1.6mm。
优选方案：所述保护气体为纯氩气体。
优选方案：所述正面保护气体的气流值为10～15L/min，背面保护气体的气流值为3～5L/min。
优选方案：所述脉冲TIG自动焊的焊接速度为5.5～11cm/min。
优选方案：所述第一不锈钢管和第二不锈钢管的材料为TP321不锈钢管。
优选方案：在焊接前将对接接头两侧50mm范围内的油污、水渍清理干净。
在上述技术方案的基础上，与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，该自熔自动TIG焊接方法对壁厚为1mm～2.5mm不锈钢的自熔自动TIG焊，焊接时，钢管的对接接头可不开坡口，不需填充焊丝，焊接过程自动进行。焊接气体采用氩氢混合气，氩气可避免焊接过程中焊缝熔池中的金属氧化，氢气可增加焊缝熔池热输入，加快钢管的对接接头的热熔速度。本自熔自动TIG焊接方法可保证焊接质量，提高薄壁不锈钢管的焊接效率，降低了焊接成本，可在TP321、304、316等不锈钢管路系统焊接时使用。
附图说明
图1是本发明实施例的第一不锈钢管和第二不锈钢管对接的结构示意图；
图2是本发明实施例的对接接头的焊接区间及焊接方向示意图。
附图标记：100-第一不锈钢管，200-第二不锈钢管。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细描述。
实施例1
参见图1所示，本发明实施例提供一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，不锈钢管的厚度范围为1mm～2.5mm，包括以下步骤：
步骤1、将待焊接的第一不锈钢管100和第二不锈钢管200的管口组对对接并形成对接接头，且该对接接头无对接坡口；在第一不锈钢管100和第二不锈钢管200的管口组对对接前，用砂轮机将待焊接的断面打磨平整。然后将待焊接在一起的第一不锈钢管100和第二不锈钢管200组合在一起，使待焊接的断面相向地对接在一起形成对接接头，且第一不锈钢管100和第二不锈钢管200的对接接头的间隙L≤0.5mm，第一不锈钢管100和第二不锈钢管200的同心度偏差≤0.5mm。
步骤2、在焊接前将对接接头两侧50mm范围内的油污、水渍等清理干净，防止油污、水渍等影响焊接质量。
步骤3、在对接接头的正面和背面通氩气保护气体，排出第一不锈钢管100和第二不锈钢管200内的空气；焊接前先使用手工TIG焊定位，第一不锈钢管100和第二不锈钢管200之间无装配间隙。
步骤4、在正式焊接前，在对接接头的正面通入正面保护气体，正面保护气体采用氩氢混合气，氩气的体积百分比为97％，氢气的体积百分比为3％。氩气混合之前的纯度≥99.999％，氢气混合之前的纯度≥99.999％，氩气纯度应符合GB/T 4842-2006规定，氢气纯度应符合GB/T3634.2-2011规定。
步骤5、在对接接头的背面通入背面保护气体，背面保护气体为纯氩气体。
步骤6、将装配后的第一不锈钢管100和第二不锈钢管200固定在工装平台上。
步骤7、利用脉冲TIG自动焊，直流正接(即工件接电源正极，焊炬电极接电源负极)，调整焊枪至对接接头位置，对接接头无填充焊丝，焊枪旋转进行全位置自熔焊接。
实施例2
参见图2所示，本发明实施例提供一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，本是实施例与实施例1的区别在于：第一不锈钢管100和第二不锈钢管200均为TP321不锈钢管。第一不锈钢管100和第二不锈钢管200的焊接起弧位置及焊接区域划分如图2所示。焊枪沿A方向行走，焊接时在1点起弧，1～2点区间为I区，2～3点区间为II区，3～4点区间为III区，4～1点区间为IV区，IV区结束后，电流逐渐减小，最后在2点熄弧。
脉冲TIG自动焊的主要参数为峰值电流、基值电流、峰值电流时间、基值电流时间、焊接速度等。峰值电流是焊接过程进行的主要参数，工件熔化，熔池形成、熔滴过渡均发生在峰值电流时间，峰值电流时间在工件上形成点状熔池。基值电流保证电弧的稳定燃烧，并对熔池及工件提供热量，熔池逐渐凝固。在下次峰值电流到来时，新的熔池再次产生，通过调整峰值电流、基值电流、峰值电流时间、基值电流时间、焊接速度使熔池相互重合，保证了焊缝的成型。推荐焊接参数规范如表1所示。
表1自动钨极氩弧焊自熔焊推荐的参数规范值
本实施例的脉冲TIG自动焊的峰值电流为72～80A，峰值电流时间为0.26s，基值电流为16A，基值电流时间为0.26s。在第I焊接区间的峰值电流为80A，第II焊接区间的峰值电流为78A，第III焊接区间的峰值电流为76A，第IV焊接区间的峰值电流为74A，收弧焊接区间的峰值电流为72A。在上述焊接区间的基值电流均为16A，峰值电流时间和基值电流时间均为0.26s。
上述焊接区间钢管在焊接时，钢管的温度逐步上升，因此峰值电流需要逐步下降，钢管的温度越高，钢管顶部焊缝向管内凸出严重，冷却时间增加，因此控制各焊接区间的峰值电流能够保证熔池的温度保持在合理的区间。脉冲TIG自动焊的钨棒直径为1.6mm，正面保护气体的气流值为10～15L/min，背面保护气体的气流值为3～5L/min，脉冲TIG自动焊的焊接速度为5.5～11cm/min。正面保护气体的气流值、背面保护气体的气流值和脉冲TIG自动焊的焊接速度根据钢管的直径和壁厚具体设定，保证钢管单面焊双面成型。
焊接完成后，按NB/T 47013.2进行射线探伤，评定等级达到II级及以上。按照NB/T47013进行焊接工艺评定，评定合格。
本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
Claims (10)
1.一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，所述不锈钢管的厚度范围为1mm～2.5mm，其特征在于，包括以下步骤：
将待焊接的第一不锈钢管和第二不锈钢管组对对接并形成对接接头，且该对接接头无对接坡口；
在对接接头的正面和背面通保护气体，排出第一不锈钢管和第二不锈钢管内的空气；
在对接接头的正面通入正面保护气体，正面保护气体采用氩氢混合气；
在对接接头的背面通入背面保护气体；
将第一不锈钢管和第二不锈钢管固定在工装平台上；
利用脉冲TIG自动焊，直流正接，调整焊枪至对接接头位置，对接接头无填充焊丝，焊枪旋转进行全位置自熔焊接。
2.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述第一不锈钢管和第二不锈钢管的对接接头的间隙≤0.5mm，第一不锈钢管和第二不锈钢管的同心度偏差≤0.5mm。
3.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述氩氢混合气中氩气的体积百分比为97％，氢气的体积百分比为3％。
4.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述脉冲TIG自动焊的峰值电流为72～80A，峰值电流时间为0.26s，基值电流为16A，基值电流时间为0.26s。
5.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述脉冲TIG自动焊的钨棒直径为1.6mm。
6.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述保护气体为纯氩气体。
7.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述正面保护气体的气流值为10～15L/min，背面保护气体的气流值为3～5L/min。
8.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述脉冲TIG自动焊的焊接速度为5.5～11cm/min。
9.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
所述第一不锈钢管和第二不锈钢管的材料为TP321不锈钢管。
10.如权利要求1所述的一种薄壁不锈钢管的自熔自动TIG焊接方法，其特征在于：
在焊接前将对接接头两侧50mm范围内的油污、水渍清理干净。
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