CN112091462A - 一种管材轴向板式一体化焊接工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种管材轴向板式一体化焊接工艺，将金属加热板固定在两管材的焊接端面中间，通电加热、加压后，管材在轴端面充分融合，使得管材的轴向熔为一体，可达到管材本体的强度，焊接端面的面积增大能够增强管材接口的轴向拉伸强度，管材接口的环刚度也得以提高。该管材轴向板式一体化焊接工艺，解决了在涉及到管壁较厚和管重较重的管材连接时，容易出现的连接处拉伸强度低的问题，在海洋管道铺设领域中解决了大吨位船只托拽导致的管材焊接面撕裂的问题，适合普遍推广使用。

Description

一种管材轴向板式一体化焊接工艺
技术领域
本发明属于管材焊接技术领域，具体涉及一种管材轴向板式一体化焊接工艺。
背景技术
通常现行的管件连接，包括承插口电熔焊接技术、承插式单/双橡胶圈连接技术、双向承插弹性密封件、热熔对焊、热收缩套焊接技术。
在先连接管材后整体化施工的情况下，如果涉及到的管材壁较厚、管体重量较重，以上几种连接方式均不能使连接端面有较好的抗弯折能力和良好的轴向拉伸强度，可能造成连接面撕裂或者弯折。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管材轴向板式一体化焊接工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管材轴向板式一体化焊接工艺，其特征包括以下步骤：
步骤1待焊接处两侧的管材均为焊接端面，所述焊接端面表面作平整处理；
步骤2向两侧管材的焊接端面之间插设金属加热板；
步骤3将管材与金属加热板紧密压合；
步骤4根据管材的尺寸和材质设定金属加热板的通电电压、通电电流、加热温度和加热时间
步骤5通过金属板加热将两侧管材与金属板接触的焊接端面3部分热熔；
步骤6移开金属加热板；
步骤7箱管材1的轴向方向施加一个力，将管材的融化部分对接；
步骤8焊接端面融化部分冷却，焊接完成。
进一步的，所述管材对接的移动过程，向管材施加的力与管材的轴心线方向相同，对接过程中的温度、冷却时间和压力根据材料的性能、应力情况、几何形态和环境条件因素决定。
进一步的，所述管材的焊接端面通过圆整器进行圆整，圆整完成后清洁焊接端面，焊接端面的厚度远大于管材的横截面厚度。
进一步的，所述金属加热板为中空镂空环形板或平面板，金属加热板的尺寸与管材的直径对应。
进一步的，所述焊接端面与金属加热板的间隙小于零点三毫米，相互焊接的管材之间的径向位置偏差小于管材壁厚的十分之一，金属加热板的加热表面的表面粗糙度低于二点五微米，焊接时焊接端面不得承受轴向拉伸应力。
本发明的技术效果和优点：该管材轴向板式一体化焊接工艺，通过将金属加热板固定在两管材的焊接端面中间，通电加热、加压后，管材在轴端面充分融合，使得管材的轴向熔为一体，可达到管材本体的强度，焊接端面的面积增大能够增强管材接口的轴向拉伸强度，管材接口的环刚度也得以提高，解决了较重和管壁较厚管材焊接时遇到的连接处拉伸强度低和焊接处抗弯曲变形能力差的问题。
附图说明
图1为本发明的焊接结构示意图；
图2为本发明的焊接端面位置示意图。
图中：1管材、2金属加热板、3焊接端面。
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。
本发明提供了如图1-2所示的一种管材轴向板式一体化焊接工艺，其特征包括以下步骤：
步骤1待焊接处两侧的管材1均为焊接端面3，所述焊接端面3表面作平整处理；
步骤2向两侧管材1的焊接端面3之间插设金属加热板2；
步骤3将管材1与金属加热板2紧密压合；
步骤4根据管材1的尺寸和材质设定金属加热板2的通电电压、通电电流、加热温度和加热时间
步骤5通过金属板加热将两侧管材1与金属板接触的焊接端面3部分热熔；
步骤6移开金属加热板2；
步骤7箱管材1的轴向方向施加一个力，将管材1的融化部分对接；
步骤8焊接端面3融化部分冷却，焊接完成。
具体的，所述管材1对接的移动过程，向管材1施加的力与管材1的轴心线方向相同，并在此压力状态下冷却固化，形成牢固的连接，对接过程中的温度、冷却时间和压力根据材料的性能、应力情况、几何形态和环境条件因素决定。
具体的，所述管材1的焊接端面3通过圆整器进行圆整，圆整完成后清洁焊接端面3，避免沙子、灰尘等物质降低焊接处的结构强度，焊接端面3的厚度远大于管材1的横截面厚度，保证焊接处有足够的材料保证焊接的强度。
具体的，所述金属加热板2为中空镂空环形板或平面板，金属加热板2的尺寸与管材1的直径对应，因此需要根据管材1口径的不同定制不同规格的金属加热板2。
具体的，所述焊接端面3与金属加热板2的间隙小于零点三毫米，相互焊接的管材1之间的径向位置偏差小于管材1壁厚的十分之一，金属加热板2的加热表面的表面粗糙度低于二点五微米，焊接时焊接端面3不得承受轴向拉伸应力，从加热结束到熔融对接的切换时间越短越好，避免熔料迅速降温，及发生热氧化。
具体的，该管材轴向板式一体化焊接工艺，主要工艺过程为调整、加热、切换、合缝加压和冷却，工艺的关键是要在对接过程中调整好温度、时间、压力三参数以及考虑焊接处材料的性能、应力情况、几何形态以及环境条件等因素。其中金属加热板2温度既要保证管材1的焊接端面迅速熔融，又保证焊制管材不因温度过高而发生降解，加压加热压力与熔融对接压力应相当，保证对管才进行强制加热，使端面全部与加热板接触均匀受热。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种管材轴向板式一体化焊接工艺，其特征包括以下步骤：
步骤1待焊接处两侧的管材(1)均为焊接端面(3)，所述焊接端面(3)表面作平整处理；
步骤2向两侧管材(1)的焊接端面(3)之间插设金属加热板(2)；
步骤3将管材(1)与金属加热板(2)紧密压合；
步骤4根据管材(1)的尺寸和材质设定金属加热板(2)的通电电压、通电电流、加热温度和加热时间
步骤5通过金属板加热将两侧管材(1)与金属板接触的焊接端面(3)部分热熔；
步骤6移开金属加热板(2)；
步骤7箱管材(1)的轴向方向施加一个力，将管材(1)的融化部分对接；
步骤8焊接端面(3)融化部分冷却，焊接完成。
2.根据权利要求1所述的一种管材轴向板式一体化焊接工艺，其特征在于：所述管材(1)对接的移动过程，向管材(1)施加的力与管材(1)的轴心线方向相同，对接过程中的温度、冷却时间和压力根据材料的性能、应力情况、几何形态和环境条件因素决定。
3.根据权利要求1所述的一种管材轴向板式一体化焊接工艺，其特征在于：所述管材(1)的焊接端面(3)通过圆整器进行圆整，圆整完成后清洁焊接端面(3)，焊接端面(3)的厚度远大于管材(1)的横截面厚度。
4.根据权利要求1所述的一种管材轴向板式一体化焊接工艺，其特征在于：所述金属加热板(2)为中空镂空环形板或平面板，金属加热板(2)的尺寸与管材(1)的直径对应。
5.根据权利要求1所述的一种管材轴向板式一体化焊接工艺，其特征在于：所述焊接端面(3)与金属加热板(2)的间隙小于零点三毫米，相互焊接的管材(1)之间的径向位置偏差小于管材(1)壁厚的十分之一，金属加热板(2)的加热表面的表面粗糙度低于二点五微米，焊接时焊接端面(3)不得承受轴向拉伸应力。
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