CN111037042A - 一种海水管道的充气保护焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管道焊接技术领域，公开了一种海水管道的充气保护焊接工艺，包括：在管道外开设第一V型坡口，在管道内开设第二V型坡口，第一V型坡口与第二V型坡口连通形成X型坡口；采用正反面焊接工艺，先焊接第二V型坡口，从第一V型坡口向第二V型坡口进行充气保护；在第二V型坡口起焊位置,从第一V型坡口使用正面充气保护工艺预先进行充气保护，第一V型坡口进行充气保护形成的充气保护区域紧跟熔池移动；然后采用正面焊接工艺，焊接第一V型坡口；焊接时，从第一V型坡口释放保护气体来保护第二V型坡口的焊缝，让第二V型坡口的焊缝能够焊透，第二V型坡口的焊缝与第一V型坡口的焊缝接触面大大增加，焊缝焊透效果好。

Description

一种海水管道的充气保护焊接工艺
技术领域
本发明涉及管道焊接技术领域，尤其是涉及一种海水管道的充气保护焊接工艺。
背景技术
船舶是能航行或停泊于水域进行运输或作业的交通工具，按不同的使用要求而具有不同的技术性能、装备和结构型式。民用船一般称为船，军用船称为舰，小型船称为艇或舟，其总称为舰船或船艇。内部主要包括容纳空间、支撑结构和排水结构，具有利用外在或自带能源的推进系统。外型一般是利于克服流体阻力的流线性包络，材料随着科技进步不断更新，早期为木、竹、麻等自然材料，近代多是钢材以及铝、玻璃纤维、亚克力和各种复合材料。
现有技术中，船用海水管会采用材质为BFe30-1-1型号的材料作为主要材料,因该材料可有效防止海水腐蚀,近几年得到广泛应用。但是，BFe30-1-1型号的材料材质焊接性比价差,焊接杂质比较多,常常导致焊缝内部出现未焊透和气孔。所以会采用弧焊充气保护焊接,使反面成形良好,以达到优化焊接质量的目的。由于主海水管尺寸较大为:φ706x6m,L=7m，给弧焊焊接充气保护工作带来了很大困难，大型管件的充气保护工作,由于法兰封口及管件整体密封性方面一直得不到很好的解决,气体流失严重，再加上氩气供应跟不上,使得管内保护气体的浓度达不到保护要求，继而焊接后造成内部焊缝氧化严重,防腐蚀能力下降，通常采用正反面焊接方式来解决内部氧化问题。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：但是，如图1所示，常用的正反面焊接方式常常出现未焊透情况,而且管道内壁与外壁之间的焊缝结构不一致导致未焊透情况相当严重，而此焊接缺陷一般都出现在V型坡口的尖角处,即正反面焊缝的根部。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的之一是提供一种焊缝焊透效果好的海水管道的充气保护焊接工艺。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案。
一种海水管道的充气保护焊接工艺，包括如下步骤：
在管道连接处的外壁开设第一V型坡口，在管道连接处的内壁开设第二V型坡口，所述第一V型坡口与所述第二V型坡口连通形成X型坡口；
采用正反面焊接工艺，先焊接所述第二V型坡口，同时，从所述第一V型坡口向所述第二V型坡口进行充气保护；
在所述第二V型坡口起焊位置,从所述第一V型坡口使用正面充气保护工艺预先进行充气保护，充气保护的气体流量控制在20 L/min -25L/min，第一V型坡口进行充气保护形成的充气保护区域紧跟熔池移动；
然后采用正面焊接工艺，焊接所述第一V型坡口。
通过采用上述技术方案，通过X型坡口，让管道内的焊缝得以焊接，而焊接时，从第一V型坡口释放保护气体来保护第二V型坡口的焊缝，让第二V型坡口的焊缝能够焊透，无气孔，大大地提高了焊缝的质量，第二V型坡口的焊缝与第一V型坡口的焊缝接触面大大增加，进一步提高了焊接质量，焊缝焊透效果好。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一V型坡口的开口从管道中心向外的方向逐渐变大，所述第二V型坡口的开口从管道中心向外的方向逐渐变小。
通过采用上述技术方案，组成X型坡口，既能提高管道对第二V型坡口中焊缝的容纳性，又能增加第二V型坡口的焊缝与第一V型坡口的焊缝之间连接的稳固性，提高焊缝的焊透效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第二V型坡口沿管径方向的厚度为1.5mm，所述第二V型坡口朝向管道内的开口角度为60°。
通过采用上述技术方案，如此设置的第二V型坡口具有对焊缝最好的容纳性与连接性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述X型坡口中间连通处的间隙为2mm-3mm。
通过采用上述技术方案，保证根部的焊透性。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：使用外部保护气体软管释放保护气体，外部保护气体软管释放保护气体的端部固定连接有硬质喷嘴。
通过采用上述技术方案，硬质喷嘴促进保护气体均匀的从喷嘴处流出，增大保护面积，防止软管受高温溶化而造成保护不良，使背面焊缝受到充分的气体保护,获得良好背面成形。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：使用断弧焊接工艺形成外层焊缝。
通过采用上述技术方案，内部焊接电流可稍大一些，确保焊缝根部的焊透性，均衡焊缝受热的均匀性,防止熔池金属下淌。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一V型坡口内依次由管道外堆叠焊接有至少三层的外层焊缝：
第一层外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流140A-150A，电弧电压15V-17V，焊接速度9cm/min-11 cm/min；
第二层外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流160A，电弧电压18V，焊接速度12cm/min-16cm/min；
第三层及三层以上外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流150A，电弧电压17V，焊接速度10cm/min-13 cm/min。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述第一V型坡口的开口尺寸大于所述第二V型坡口的开口尺寸。
通过采用上述技术方案，避免外部焊接的焊缝不够而导致结构强度的下降。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：第二V型坡口内焊缝为内层焊缝，内层焊缝与管道接触的边缘为圆弧形，外层焊缝与管道接触的边缘为斜面。
通过采用上述技术方案，增强第二V型坡口内焊缝与管道的连接强度，提高焊接后的结构强度，提升焊接效果。
本发明在一较佳示例中可以进一步配置为：所述X型坡口中间连通处填充有环形焊料，环形焊料与管道共轴心线，且不堵塞所述X型坡口中间连通处。
通过采用上述技术方案，提高第一V型坡口内焊缝与第二V型坡口内焊缝之间的连接强度，还能保证X型坡口不容易在焊接过程中过渡熔融而大幅度变形，提高焊接效果的稳定性。
综上所述，本发明包括以下至少一种有益技术效果：
(1)通过在管道内与管道外均设置V型坡口而形成X型坡口，焊接时，从第一V型坡口释放保护气体来保护第二V型坡口的焊缝，让第二V型坡口的焊缝能够焊透，无气孔，大大地提高了焊缝的质量，第二V型坡口的焊缝与第一V型坡口的焊缝接触面大大增加，保证根部的焊透性，焊缝焊透效果好；
(2)通过在X型坡口中间的连通处放置环形焊料，既能提高管道内外焊缝之间的连接强度，又能保证X型坡口不容易变形，提高焊接效果的稳定性。
附图说明
图1为现有技术的管道焊接结构示意图；
图2为本发明展示X型坡口的管道焊接结构示意图；
图3为本发明展示内层焊缝的管道焊接结构示意图；
图4为本发明外层焊缝的管道焊接结构示意图；
图5为本发明环形焊料的管道焊接结构示意图。
附图标记：1、管道；2、第一V型坡口；3、第二V型坡口；4、X型坡口；5、环形焊料；6、外部保护气体软管；7、硬质喷嘴；8、内层焊缝；9、外层焊缝。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。
参照图2与图3，为本发明公开的一种海水管道的充气保护焊接工艺，包括如下步骤：
在管道连接处的外壁开设第一V型坡口，在管道连接处的内壁开设第二V型坡口，第一V型坡口的开口从管道中心向外的方向逐渐变大，第二V型坡口的开口从管道中心向外的方向逐渐变小。第二V型坡口沿管径方向的厚度为1.5mm，第二V型坡口朝向管道内的开口角度为60°。如此设置的第二V型坡口具有对焊缝最好的容纳性与连接性。第一V型坡口的开口尺寸大于第二V型坡口的开口尺寸，避免外部焊接的焊缝不够而导致结构强度的下降。第一V型坡口与第二V型坡口连通形成X型坡口，X型坡口中间连通处的间隙为2mm-3mm，保证根部的焊透性。如图5所示，X型坡口中间连通处填充有环形焊料，环形焊料与管道共轴心线，且不堵塞X型坡口中间连通处。提高第一V型坡口内焊缝与第二V型坡口内焊缝之间的连接强度，还能保证X型坡口不容易在焊接过程中过渡熔融而大幅度变形，提高焊接效果的稳定性。
如图3所示，采用正反面焊接工艺，先焊接第二V型坡口，同时，从第一V型坡口向第二V型坡口进行充气保护。管道外人员使用位于管道外的外部保护气体软管释放保护气体，外部保护气体软管释放保护气体的端部固定连接有硬质喷嘴。硬质喷嘴促进保护气体均匀的从喷嘴处流出，增大保护面积，防止软管受高温溶化而造成保护不良，使背面焊缝受到充分的气体保护,获得良好背面成形。这个步骤在管道外需要有人在外部配合完成，同时，管道外部人员操作时要戴好防护面罩,防止弧光灼伤。
如图2与图4所示，第二V型坡口内焊缝为内层焊缝，内层焊缝与管道接触的边缘为圆弧形。在第二V型坡口起焊位置,从第一V型坡口使用正面充气保护工艺预先进行充气保护，充气保护的气体流量控制在20 L/min -25L/min，第一V型坡口进行充气保护形成的充气保护区域紧跟熔池移动。增强第二V型坡口内焊缝与管道的连接强度，提高焊接后的结构强度，提升焊接效果。
然后采用正面焊接工艺，焊接第一V型坡口，第一V型坡口内的焊缝为外层焊缝，外层焊缝与管道接触的边缘为斜面，使用断弧焊接工艺形成外层焊缝。内部焊接电流可稍大一些，确保焊缝根部的焊透性，均衡焊缝受热的均匀性,防止熔池金属下淌。第一V型坡口内依次由管道外堆叠焊接有至少三层的外层焊缝：第一层外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流140A-150A，电弧电压15V-17V，焊接速度9cm/min-11 cm/min。第二层外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流160A，电弧电压18V，焊接速度12cm/min-16 cm/min。第三层及三层以上外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流150A，电弧电压17V，焊接速度10cm/min-13 cm/min。
本实施例的实施原理为：组成X型坡口，既能提高管道对第二V型坡口中焊缝的容纳性，又能增加第二V型坡口的焊缝与第一V型坡口的焊缝之间连接的稳固性，提高焊缝的焊透效果。焊接时，从第一V型坡口释放保护气体来保护第二V型坡口的焊缝，让第二V型坡口的焊缝能够焊透，无气孔，大大地提高了焊缝的质量，第二V型坡口的焊缝与第一V型坡口的焊缝接触面大大增加，X型坡口中间连通处的环形焊料与多层的外层焊缝进一步提高了焊接质量，焊缝焊透效果好。解决了大型管件内部充气困难、焊缝反面成形氧化问题，避免了内部保护气体大量浪费,成本得以有效控制，无未焊透、气孔等缺陷出现。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
在管道连接处的外壁开设第一V型坡口，在管道连接处的内壁开设第二V型坡口，所述第一V型坡口与所述第二V型坡口连通形成X型坡口；
采用正反面焊接工艺，先焊接所述第二V型坡口，同时，从所述第一V型坡口向所述第二V型坡口进行充气保护；
在所述第二V型坡口起焊位置,从所述第一V型坡口使用正面充气保护工艺预先进行充气保护，充气保护的气体流量控制在20 L/min -25L/min，第一V型坡口进行充气保护形成的充气保护区域紧跟熔池移动；
然后采用正面焊接工艺，焊接所述第一V型坡口。
2.根据权利要求1所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，所述第一V型坡口的开口从管道中心向外的方向逐渐变大，所述第二V型坡口的开口从管道中心向外的方向逐渐变小。
3.根据权利要求1所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，所述第二V型坡口沿管径方向的厚度为1.5mm，所述第二V型坡口朝向管道内的开口角度为60°。
4.根据权利要求1所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，所述X型坡口中间连通处的间隙为2mm-3mm。
5.根据权利要求1所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，使用断弧焊接工艺形成外层焊缝。
6.根据权利要求5所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，所述第一V型坡口内依次由管道外堆叠焊接有至少三层的外层焊缝：
第一层外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流140A-150A，电弧电压15V-17V，焊接速度9cm/min-11 cm/min；
第二层外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流160A，电弧电压18V，焊接速度12cm/min-16cm/min；
第三层及三层以上外层焊缝的焊接工艺参数：焊接电流150A，电弧电压17V，焊接速度10cm/min-13 cm/min。
7.根据权利要求2所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，所述第一V型坡口的开口尺寸大于所述第二V型坡口的开口尺寸。
8.根据权利要求5所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，第二V型坡口内焊缝为内层焊缝，内层焊缝与管道接触的边缘为圆弧形，外层焊缝与管道接触的边缘为斜面。
9.根据权利要求1所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，所述X型坡口中间连通处填充有环形焊料，环形焊料与管道共轴心线，且不堵塞所述X型坡口中间连通处。
10.根据权利要求1所述的海水管道的充气保护焊接工艺，其特征在于，使用外部保护气体软管释放保护气体，外部保护气体软管释放保护气体的端部固定连接有硬质喷嘴。
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