CN111136366A - 一种用于高压无缝钢管的焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

一种用于高压无缝钢管的焊接工艺，包括如下步骤：前期准备、焊前准备、焊接、焊缝表面处理、焊接质量验收。将待焊接的高压无缝钢管进行接口处理，然后水平固定；所述焊接依次包括根焊、热焊、填充、盖面；所述根焊、热焊、填充、盖面的焊接方向为下向。本发明所述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，工艺简单，采用内焊机根焊、双焊炬自动外焊机热焊、填充、盖面的气保护药芯焊丝自动焊组合工艺，结合了两者的优点，根焊速度快、焊接质量高，劳动强度小，焊接过程受人为因素影响小，应用前景广泛。

Description

一种用于高压无缝钢管的焊接工艺
技术领域
本发明属于焊接工艺技术领域，具体涉及一种用于高压无缝钢管的焊接工艺。
背景技术
高压无缝钢管是无缝管的一种。制造方法与无缝管相同，但对制造钢管所用的钢种有严格的要求。根据使用温度高低分为一般锅炉管和高压锅炉管两种。高压无缝钢管使用温度在450℃以下，国产管主要用10号、20号碳结钢热轧管或冷拔管制造。高压无缝钢管使用时经常处于高温和高压条件，管子在高温烟气和水蒸气的作用下，会发生氧化和腐蚀。要求钢管具有高的持久强度，高的抗氧化腐蚀性能，并有良好的组织稳定性。
高压无缝钢管主要用来制造水冷壁管、沸水管、过热蒸汽管、机车锅炉用的过热蒸汽管，大、小烟管及拱砖管等，以及用来制造高压和超高压锅炉的电厂过热器管、再热器管、导气管、主蒸汽管等。
在高压无缝钢管的实际应用中，高压无缝钢管的焊接工艺是一个关键环节。目前在用的全位置自动焊技术，因受焊接速度和单层焊接厚度的制约，在保证焊接质量的前提下，已不可能再提高焊接速度和焊层厚度。而未来发展的目标是高效、安全、低成本。为此，研究新一代高效的压无缝钢管的焊接工艺具有较大的实际意义和经济意义。
中国专利申请号为CN201410695016.9公开了一种Q235钢管的焊接工艺，包括焊前准备、焊接、焊后处理三个步骤，是为Q235钢管提供了一种规范的焊接方式，有利于Q235钢管快速安全的焊接，没有针对高压无缝钢管，并且工艺过于简单，不够高效、安全、低成本。
发明内容
发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种用于高压无缝钢管的焊接工艺，工艺简单，提高了焊接速度和焊接质量，高效、安全、低成本。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）前期准备：焊接在防风棚内进行，风速≤ 2m/s，温度≥5℃，湿度≤90%RH，并对所有设备作全面细致的检查，确认设备无异常；
（2）焊前准备：将待焊接的高压无缝钢管进行接口处理，然后水平固定；
（3）焊接：所述焊接依次包括根焊、热焊、填充、盖面；所述根焊、热焊、填充、盖面的焊接方向为下向；所述根焊摆动方式为直拉，电流为170~200A，电压为20~22V，送丝速度为8~9m/min，焊接速度为60~70cm/min；根焊结束与热焊开始的时间间隔小于5min，所述热焊摆动方式为微摆，电流为210~240A，电压为21~24V，送丝速度为10~12m/min，焊接速度为90~110cm/min；所述填充摆动方式为平摆，电流为160~200A，电压为20~24V，送丝速度为8.8~10m/min，焊接速度为40~60cm/min；所述盖面摆动方式为平摆，电流为160~200A，电压为22~24V，送丝速度为7~9m/min，焊接速度为40~60cm/min；
（4）焊缝表面处理：焊接完成后，清除焊缝表面熔渣、飞溅物和其它污物，将所述焊缝高度打磨至 0～2mm；
（5）焊接质量验收：对焊接成品进行抽验收，合格，则入库；若不合格，清除焊接处，重复上述步骤。
进一步的，上述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述步骤（2）中接口处理包括如下步骤：对需要焊接处进行坡口加工，所述坡口面角度为45°，所述钝边为0.5mm，所述对口间隙为0~0.5mm，所述余高为0~3mm。
所述坡口形式，体积较小，既能保证焊接质量，又能减少焊接填充量，大大降低了劳动强度。
进一步的，上述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述坡口加工采用机械切削加工，并且在内外表面坡口两侧 25mm 的范围内清理至呈现金属光泽。
进一步的，上述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述步骤（2）中还包括预热处理，预热温度为100~200℃，采用电加热，加热宽度为坡口两侧各 50mm处。
进一步的，上述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述步骤（3）中根焊、热焊、填充、盖面的焊接材料分别为根焊焊丝、热焊焊丝、填充焊丝、盖面焊丝；所述根焊焊丝型号为ER70S-G；所述热焊焊丝、填充焊丝、盖面焊丝型号为ER90S-G。
根焊的主要任务是快速完成环焊缝的第一层焊道，并保证焊缝的内部成型质量，不产生裂纹、内咬边、未熔合、未焊透、内凹和内余高超标等缺陷。因此，根焊焊丝型号为ER70S-G，性能优良、具有一定的抗冷裂性。
进一步的，上述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述步骤（3）中根焊的焊接设备为管道内焊机配合直流焊接电源，热焊、填充、盖面的焊接设备为双焊炬自动外焊机配合脉冲焊接电源。
本发明采用内焊机根焊、双焊炬自动外焊机热焊、填充、盖面的气保护药芯焊丝自动焊组合工艺，结合了两者的优点，根焊速度快、焊接质量高，劳动强度小，焊接过程受人为因素影响小。
进一步的，上述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述步骤（3）中还包括如下步骤：在焊接的同时通入保护气体；根焊、热焊、填充、盖面的保护气体为Ar 与CO2的混合气体。
进一步的，上述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述Ar 与CO2的混合气体，Ar与CO2的比例为85:15。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明所述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，工艺简单，采用内焊机根焊、双焊炬自动外焊机热焊、填充、盖面的气保护药芯焊丝自动焊组合工艺，结合了两者的优点，根焊速度快，劳动强度小，焊接过程受人为因素影响小，提高了焊接施工现场的适应性和灵活性，焊缝成型及焊接质量优良， 应用前景广泛。
具体实施方式
下面将结合具体实验数据，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。
以下实施例提供了一种用于高压无缝钢管的焊接工艺， 所述用于高压无缝钢管的焊接工艺，所述步骤（3）中根焊、热焊、填充、盖面的焊接材料分别为根焊焊丝、热焊焊丝、填充焊丝、盖面焊丝；所述根焊焊丝型号为ER70S-G；所述热焊焊丝、填充焊丝、盖面焊丝型号为ER90S-G。
进一步的，所述步骤（3）中根焊的焊接设备为管道内焊机配合直流焊接电源，热焊、填充、盖面的焊接设备为双焊炬自动外焊机配合脉冲焊接电源。
实施例
（1）前期准备：焊接在防风棚内进行，风速≤ 2m/s，温度≥5℃，湿度≤90%RH，并对所有设备作全面细致的检查，确认设备无异常；
（2）焊前准备：将待焊接的高压无缝钢管进行接口处理，对需要焊接处进行坡口加工，所述坡口面角度为45°，所述钝边为0.5mm，所述对口间隙为0~0.5mm，所述余高为0~3mm；所述坡口加工采用机械切削加工，并且在内外表面坡口两侧 25mm 的范围内清理至呈现金属光泽；然后水平固定，进行预热，预热温度为100~200℃，采用电加热，加热宽度为坡口两侧各 50mm处；
（3）焊接：所述焊接依次包括根焊、热焊、填充、盖面，在焊接的同时通入保护气体；根焊、热焊、填充、盖面的保护气体为Ar 与CO2的混合气体；所述Ar 与CO2的混合气体，Ar 与CO2的比例为85:15；所述根焊、热焊、填充、盖面的焊接方向为下向；所述根焊摆动方式为直拉，电流为170~200A，电压为20~22V，送丝速度为8~9m/min，焊接速度为60~70cm/min；根焊结束与热焊开始的时间间隔小于5min，所述热焊摆动方式为微摆，电流为210~240A，电压为21~24V，送丝速度为10~12m/min，焊接速度为90~110cm/min；所述填充摆动方式为平摆，电流为160~200A，电压为20~24V，送丝速度为8.8~10m/min，焊接速度为40~60cm/min；所述盖面摆动方式为平摆，电流为160~200A，电压为22~24V，送丝速度为7~9m/min，焊接速度为40~60cm/min；
（4）焊缝表面处理：焊接完成后，清除焊缝表面熔渣、飞溅物和其它污物，将所述焊缝高度打磨至 0～2mm；
（5）焊接质量验收：对焊接成品进行抽验收，合格，则入库；若不合格，清除焊接处，重复上述步骤。
由上述实施例得到的高压无缝钢管成品，焊接效果好，焊接速度快，焊缝背面出瘤、球粒大幅减少，且焊缝背面余高均匀，产品合格率高。并且，工程适用性好，设备投入小，材料消耗适中，人员投入适中。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，以上实施例仅用于说明本发明，而并不用于限制本发明的保护范围。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，包括如下步骤：
（1）前期准备：焊接在防风棚内进行，风速≤ 2m/s，温度≥5℃，湿度≤90%RH，并对所有设备作全面细致的检查，确认设备无异常；
（2）焊前准备：将待焊接的高压无缝钢管进行接口处理，然后水平固定；
（3）焊接：所述焊接依次包括根焊、热焊、填充、盖面；所述根焊、热焊、填充、盖面的焊接方向为下向；所述根焊摆动方式为直拉，电流为170~200A，电压为20~22V，送丝速度为8~9m/min，焊接速度为60~70cm/min；根焊结束与热焊开始的时间间隔小于5min，所述热焊摆动方式为微摆，电流为210~240A，电压为21~24V，送丝速度为10~12m/min，焊接速度为90~110cm/min；所述填充摆动方式为平摆，电流为160~200A，电压为20~24V，送丝速度为8.8~10m/min，焊接速度为40~60cm/min；所述盖面摆动方式为平摆，电流为160~200A，电压为22~24V，送丝速度为7~9m/min，焊接速度为40~60cm/min；
（4）焊缝表面处理：焊接完成后，清除焊缝表面熔渣、飞溅物和其它污物，将所述焊缝高度打磨至 0～2mm；
（5）焊接质量验收：对焊接成品进行抽验收，合格，则入库；若不合格，清除焊接处，重复上述步骤。
2.根据权利要求1所述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，所述步骤（2）中接口处理包括如下步骤：对需要焊接处进行坡口加工，所述坡口面角度为45°，所述钝边为0.5mm，所述对口间隙为0~0.5mm，所述余高为0~3mm。
3.根据权利要求2所述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，所述坡口加工采用机械切削加工，并且在内外表面坡口两侧 25mm 的范围内清理至呈现金属光泽。
4.根据权利要求1所述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，所述步骤（2）中还包括预热处理，预热温度为100~200℃，采用电加热，加热宽度为坡口两侧各 50mm处。
5.根据权利要求4述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，所述步骤（3）中根焊、热焊、填充、盖面的焊接材料分别为根焊焊丝、热焊焊丝、填充焊丝、盖面焊丝；所述根焊焊丝型号为ER70S-G；所述热焊焊丝、填充焊丝、盖面焊丝型号为ER90S-G。
6.根据权利要求1述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，所述步骤（3）中根焊的焊接设备为管道内焊机配合直流焊接电源，热焊、填充、盖面的焊接设备为双焊炬自动外焊机配合脉冲焊接电源。
7.根据权利要求1所述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，所述步骤（3）中还包括如下步骤：在焊接的同时通入保护气体；根焊、热焊、填充、盖面的保护气体为Ar 与CO2的混合气体。
8.根据权利要求7所述的用于高压无缝钢管的焊接工艺，其特征在于，所述Ar 与CO2的混合气体，Ar 与CO2的比例为85:15。
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