CN111438428A - 一种大直径钢管道快速组装焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种大直径钢管道快速组装焊接方法，制作圆形对接装置；待焊接的下部钢管管口处均布定位支撑板，对接装置放置在支撑板上，对接装置将下部钢管扣住后锁紧；将上部钢管对齐下部钢管进行对接矫正后预拼装；两段预拼装好的钢管吊装水平放置于旋转胎架上；将埋弧焊焊接小车放置于待焊接的两段钢管顶部焊缝正上方，行进方向与焊缝一致；使大直径钢管道的线速度与埋弧焊焊接小车保持相同，旋转方向相反；待焊接钢管道整条焊缝焊接完毕，清除焊剂残渣，如有焊接缺陷，进行手工补焊，并打磨处理。本发明提出了一种大直径钢管道快速组装焊接方法，能将横焊、立焊、仰焊全部转换为平焊,焊接过程连续、平顺、全程自动完成。

Description

一种大直径钢管道快速组装焊接方法
技术领域
本发明涉及钢管道焊接技术领域，具体而言，涉及一种大直径钢管道快速组装焊接方法。
背景技术
针对大直径管道焊接，具有多种焊接技术。在实际应用中，应该根据工程的实际情况，选择合适的焊接技术。在选用合适的焊接技术的基础上，设定焊接工艺参数，以确保焊接质量。
手工焊接工艺的发展时间较长，主要采用电弧焊的方式进行焊接，能够对大口径管道进行焊接。因为手工焊接具有施工方便、适应性良好的特点，因此对于大口径焊接是一种很好的补充。但手工焊接效率低，且存在横焊、立焊、仰焊，焊接难度大，焊接质量难以保证。
目前大型钢结构加工制造企业，大直径钢管道的常规焊接方法是将预拼装后的大直径管道放置于自制受控旋转胎架3上，将焊机固定放置于管道正上方的焊接平台上，管道随着胎架受控旋转，管道旋转一周，整条焊缝焊接完毕，但是直径3-5米的大直径管道由于受自身重力及预拼装残余应力等因素影响，在预拼装完成后并非正圆形，焊缝位置与埋弧焊导电嘴之间的距离不受控制，距离过近，电流过大，焊缝烧穿，距离过大焊缝没能熔透，最终造成焊缝缺陷多，返工，费时费力，焊接效率低，焊接质量难以满足规范要求。
发明内容
本发明的目的是针对上述现状问题，旨在提供一种大直径钢管道快速组装焊接方法,实现了两段大直径钢管道快速精准对接，还能对大直径钢管道圆度进行矫正，降低了对接难度，提高了拼装效率，缩短了制作时间。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种大直径钢管道快速组装焊接方法，包括如下步骤：
步骤S1.根据待焊接的钢管尺寸数据，制作圆形对接装置；
步骤S2.将待焊接的下部钢管垂直放置，管口处均布定位支撑板，对接装置放置在支撑板上，张开对接装置将下部钢管扣住后锁紧；
步骤S3.将上部钢管对齐下部钢管进行对接矫正后预拼装；
步骤S4.将两段预拼装好的钢管吊装水平放置于旋转胎架上；
步骤S5.将埋弧焊焊接小车放置于待焊接的两段钢管顶部焊缝正上方，行进方向与焊缝一致；
步骤S6：调节好埋弧焊焊接小车埋弧焊导电嘴与焊缝的相对位置，调节好焊机电压、电流及焊接小车的行走速度，保证焊缝能够充分熔透；
步骤S7：调整好胎架伺服电机的旋转速度，使大直径钢管道的线速度与埋弧焊焊接小车保持相同，旋转方向相反；
步骤S8：待焊接钢管道旋转一周，整条焊缝焊接完毕，清除焊剂残渣，检查焊缝质量，如有焊接缺陷，进行手工补焊，并打磨处理。
进一步，所述对接装置包括两个半圆形支架，所述半圆形支架一端铰接，另一端开口设置可自由张闭，所述半圆形支架开口的一端连接把手，中间等间隔设置若干挂钩。
进一步，步骤S2中，对接装置放置在支撑板上，使下部钢管的管口位于所述对接装置一半高度处，利用电动葫芦将链条固定在对接装置的把手和挂钩处对拉将对接装置锁紧。
进一步，步骤S3中，吊起上部钢管让上部钢管垂直放入对接装置中对齐下部钢管进行对接，针对钢管不对齐的部位、插入锲铁进行矫正，矫正对齐完毕后，点焊固定。
进一步，步骤S7中，根据埋弧焊焊接小车行走速度计算出胎架伺服电机的旋转速度，保证埋弧焊焊接小车与待焊接钢管相对位置不动。
进一步，所述待焊接的钢管两侧设有焊接操作平台。
与现有技术相比，本发明至少包括以下有益效果：
1.本方法实现了两段大直径钢管道快速精准对接，还能对大直径钢管道圆度进行矫正，降低了对接难度，提高了拼装效率，缩短了制作时间。
2.本方法提出了一种大直径钢管道快速组装焊接方法，能将横焊、立焊、仰焊全部转换为平焊,焊接过程连续、平顺、全程自动完成。
3.本方法使大直径钢管道在组装的同时同步进行焊接，有效提升了焊接效率，减少了焊接缺陷，总结出了大直径钢管道的焊接工艺。
4.本方法有效提高了埋弧焊焊接小车在焊接大直径钢管道中的使用效率。
附图说明
图1为本发明组装主视图；
图2为本发明对接装置剖视图；
图3为本发明焊接装置主视图；
图4为本发明焊接装置侧视图；
图中1-C型钢，2-伺服电机，3-旋转胎架，4-待焊接钢管，41-上部钢管，42-下部钢管，5-焊接操作平台，6-埋弧焊焊接小车，7-对接装置，71-半圆形支架，72-把手，73-挂钩，8-电动葫芦。
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。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
如图1-4所示，本申请提供一种大直径钢管道快速组装焊接方法，包括如下步骤：
步骤S1.根据待焊接的钢管尺寸数据，制作圆形对接装置7；
步骤S2.将待焊接的下部钢管42垂直放置，管口处均布定位支撑板，对接装置7放置在支撑板上，张开对接装置7将下部钢管42扣住后锁紧；
步骤S3.将上部钢管41对齐下部钢管42进行对接矫正后预拼装；
步骤S4.将两段预拼装好的钢管吊装水平放置于旋转胎架3上；
步骤S5.将埋弧焊焊接小车6放置于待焊接的两段钢管顶部焊缝正上方，行进方向与焊缝一致；
步骤S6：调节好埋弧焊焊接小车6埋弧焊导电嘴与焊缝的相对位置，调节好焊机电压、电流及焊接小车的行走速度，保证焊缝能够充分熔透；
步骤S7：调整好胎架伺服电机2的旋转速度，使大直径钢管道的线速度与埋弧焊焊接小车6保持相同，旋转方向相反；
步骤S8：待焊接钢管4道旋转一周，整条焊缝焊接完毕，清除焊剂残渣，检查焊缝质量，如有焊接缺陷，进行手工补焊，并打磨处理。
在上述实施例中，首先将卷制完成的大直径钢管管口朝上放置平稳，将对接装置7安装在钢管口端部，将另一段钢管吊运至之前的钢管口进行对接，点焊固定。然后将对接、点焊固定好的上部钢管41和下部钢管42吊装水平放置于旋转胎架3上，旋转胎架3和伺服电机2均固定于C型钢1上，埋弧焊焊接小车6放置于大直径管道顶部焊缝正上方位置，调节好焊接电压、电流及焊接行走速度，埋弧焊小车的行走速度与胎架的速度相同，方向相反，从而使埋弧焊焊接小车6始终处于大直径管道顶部正中位置，避免埋弧焊小车坠落，大直径管道在胎架上旋转一周，整条焊缝也就焊接完成，埋弧焊导电嘴与焊缝的相对位置保持不变。该方法能将横焊、立焊、仰焊全部转换为平焊，焊接过程连续、平顺、全程自动完成，焊缝成型美观，焊接缺陷少，大幅提升了大直径钢管道对接焊接的质量和效率,节约了成本,增加了安全性。
进一步优选的实施例中，对接装置7包括两个半圆形支架71，所述半圆形支架71一端铰接，另一端开口设置可自由张闭，所述半圆形支架71开口的一端连接把手72，中间等间隔设置若干挂钩73。
在上述实施例中，通过对接装置7使上部钢管41和下部钢管42对齐，将待焊接的两节管道先竖直对齐再水平焊接，可以避免大直径管道因受自身重力较大及预拼装残余应力造成变形，两个半圆形支架71铰接，闭合后形成一个圆形对接装置7，上述圆形对接装置7可矫正待焊接管道产生的变形。
进一步优选的实施例中，步骤S2中，对接装置7放置在支撑板上，使下部钢管42的管口位于所述对接装置7一半高度处，利用电动葫芦8将链条固定在对接装置7的把手72和挂钩73处对拉将对接装置7锁紧。在上述实施例中，通过电动葫芦8和链条将两个半圆形支架71拉紧固定。
进一步优选的实施例中，步骤S7中，根据埋弧焊焊接小车6行走速度计算出胎架伺服电机2的旋转速度，保证埋弧焊焊接小车6与待焊接钢管4相对位置不动。埋弧焊焊接小车6放置于大直径管道顶部焊缝正上方位置，调节好焊接电压、电流及焊接行走速度，埋弧焊焊接小车6的行走速度与胎架的速度相同，方向相反，从而使埋弧焊焊接小车6始终处于大直径管道顶部正中位置，避免埋弧焊焊接小车6坠落，大直径管道在胎架上旋转一周，整条焊缝也就焊接完成，当埋弧焊焊接小车6始终与待焊接管道保持相对位置不动时，即使待焊接的管道为非正圆形也能保证埋弧焊导电嘴与焊缝的相对位置保持不变。该方法能将横焊、立焊、仰焊全部转换为平焊,焊接过程连续、平顺、全程自动完成，焊缝成型美观，焊接缺陷少，大幅提升了大直径钢管道对接焊接的质量和效率,节约了成本,增加了安全性。
待焊接的钢管两侧设有焊接操作平台5，可满足手工补焊和打磨处理需要。
胎架伺服电机2的旋转速度与大直径管道的旋转速度存在正比例关系，容易换算，而埋弧焊焊接小车6的行进速度与钢板型号、厚度、钢管弯曲弧度、焊材性能、电压及电流均密切相关，需要编制针对性的焊接工艺，根据现场情况进行调节。大直径管道的旋转方向与埋弧焊焊接小车6相反，但行走速度相等，使得埋弧焊焊接小车6始终处于大直径钢管道正上方。通过实验发现，该焊接方法大幅提高了焊接效率和焊接质量。相比传统外架固定焊机的方法，焊接效率提高20％，焊接缺陷相比减少了25％。
以下述实施例为例说明如何保证埋弧焊焊接小车6始终处于大直径管道顶部正中位置，采用的埋弧焊焊机是焊研威达埋弧焊机MZ-1250，工作电压为30-32V，工作电流为460-600A，焊丝H08MnA，焊剂CHF101，埋弧焊焊接小车6行走速度为28-34mm/min，埋弧焊导电嘴距离焊缝表面距离15-20mm，钢管母材Q345B厚度12mm，旋转胎架3的滚轮直径R1为200mm，钢管直径R3为3000-5000mm,对应旋转胎架3滚轮、埋弧焊焊接小车6和待焊接钢管4三者表面在同一时间内转动的长度是一样的，三者表面的线速度与直径成反比例关系。埋弧焊焊接小车6行走速度为V2，即旋转胎架3的滚轮、埋弧焊焊接小车6的线速度和V2相等，埋弧焊焊接小车6行走速度确定后，旋转胎架3的滚轮和钢管的表面滚转线速度V1、V3相应确定，即可计算出旋转胎架3的滚轮的转速从而确定伺服电机2的转速，即可编制针对性的焊接工艺，根据现场情况进行调节。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (6)

1.一种大直径钢管道快速组装焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1.根据待焊接的钢管尺寸数据，制作圆形对接装置；
步骤S2.将待焊接的下部钢管垂直放置，管口处均布定位支撑板，对接装置放置在支撑板上，张开对接装置将下部钢管扣住后锁紧；
步骤S3.将上部钢管对齐下部钢管进行对接矫正后预拼装；
步骤S4.将两段预拼装好的钢管吊装水平放置于旋转胎架上；
步骤S5.将埋弧焊焊接小车放置于待焊接的两段钢管顶部焊缝正上方，行进方向与焊缝一致；
步骤S6：调节好埋弧焊焊接小车埋弧焊导电嘴与焊缝的相对位置，调节好焊机电压、电流及焊接小车的行走速度，保证焊缝能够充分熔透；
步骤S7：调整好胎架伺服电机的旋转速度，使大直径钢管道的线速度与埋弧焊焊接小车保持相同，旋转方向相反；
步骤S8：待焊接钢管道旋转一周，整条焊缝焊接完毕，清除焊剂残渣，检查焊缝质量，如有焊接缺陷，进行手工补焊，并打磨处理。
2.根据权利要求1所述的一种大直径钢管道快速组装焊接方法，其特征在于：所述对接装置包括两个半圆形支架，所述半圆形支架一端铰接，另一端开口设置可自由张闭，所述半圆形支架开口的一端连接把手，中间等间隔设置若干挂钩。
3.根据权利要求2所述的一种大直径钢管道快速组装焊接方法，其特征在于：步骤S2中，对接装置放置在支撑板上，使下部钢管的管口位于所述对接装置一半高度处，利用电动葫芦将链条固定在对接装置的把手和挂钩处对拉将对接装置锁紧。
4.根据权利要求2所述的一种大直径钢管道快速组装焊接方法，其特征在于：步骤S3中，吊起上部钢管让上部钢管垂直放入对接装置中对齐下部钢管进行对接，针对钢管不对齐的部位、插入锲铁进行矫正，矫正对齐完毕后，点焊固定。
5.根据权利要求1所述的一种大直径钢管道快速组装焊接方法，其特征在于：步骤S7中，根据埋弧焊焊接小车行走速度计算出胎架伺服电机的旋转速度，保证埋弧焊焊接小车与待焊接钢管相对位置不动。
6.根据权利要求2所述的一种大直径钢管道快速组装焊接方法，其特征在于：所述待焊接的钢管两侧设有焊接操作平台。
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