CN113770492A - 一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，在待堆焊的管状结构端部内侧面固定环状的垫板，垫板的一端与管状结构端部固定，另一端安装环板，管状结构和环板相对端面与垫板外侧面构成用于承托过渡层的空间，将管状结构水平设置并绕自身轴线转动，对管状结构端部进行堆焊形成过渡层，采用本发明的方法工作效率高，安全性好。

Description

一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法。
背景技术
这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。
目前部分行业需要对管状结构的端部堆焊过渡层，例如核电站带封头的机械贯穿件是穿过钢安全壳和屏蔽厂房的一种设备，与膨胀节一起保证安全壳的密封性，核电站带封头的机械贯穿件为一种管状结构，核电站带封头贯穿件封头侧需要堆焊过渡层，常规的堆焊方式是将封头1竖立垂直放置，采用内外双层垫板2(如图1所示)，使用手工焊条电弧焊完成，在自动焊设备及埋弧焊焊接工艺上没有相关的焊接经验可以借鉴。发明人发现，采用上述常规方式进行堆焊，单件焊接周期5-6天/人，焊接效率低，且对人员技能的要求较高，人工投入成本较高；堆焊时封头位于垂直位置，作业过程存在安全隐患；使用内外两层垫板，增加了机加工工作量。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，焊接效率高，安全性好。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明的实施例提供了一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，在待堆焊的管状结构端部内侧面固定环状的垫板，垫板的一端与管状结构端部固定，另一端安装环板，管状结构和环板相对端面与垫板外侧面构成用于承托过渡层的空间，将管状结构水平设置并绕自身轴线转动，对管状结构端部进行堆焊形成过渡层。
可选的，所述垫板的截面为L型，包括垂直设置的第一垫板部和第二垫板部，所述第一垫板部的一端与第二垫板部的一端固定，另一端与管状结构的端部内侧面固定，第二垫板部的另一端能够与环板固定。
可选的，所述第二垫板部与管状结构端部贴合部分沿管状结构轴线方向的长度不小于20mm。
可选的，所述环板外径和内径的差值大于管状结构的壁厚。
可选的，所述环板套在垫板的端部外周并与垫板焊接固定。
可选的，所述垫板采用钢板条整体卷制而成，或者分段卷制然后拼接构成。
可选的，所述垫板采用定位焊的方法与管状结构端部内侧面焊接固定。
可选的，将管状结构轴线水平设置后，将管状结构放置在滚轮架的滚轮上，利用滚轮架带动管状结构绕自身轴线转动。
可选的，堆焊采用埋弧焊设备进行埋弧堆焊。
可选的，堆焊前，对管状结构进行预热，直至管状结构温度达到设定温度。
上述本发明的有益效果如下：
1.本发明的方法，在管状结构端部内侧面设置垫板，且管状结构轴线水平设置进行堆焊，与常规管状结构端部堆焊方法相比，节省了近一半垫板的安装及去除工作量，且管状结构由垂直树立改进为在滚轮架上水平转动，保证始终处于安全的平焊位置，有效降低了作业过程的安全风险。
2.本发明的方法，滚轮架带动管状结构绕自身轴线转动，配合垫板，实现了埋弧自动焊工艺在管端堆焊的应用，只需要一名焊接操作工，提高了焊接效率，同时降低了对焊工技能的要求。
3.本发明的方法，垫板截面采用L型，减少了衬垫母材对焊缝金属的稀释，同时保证了满足厚度要求的基础上垫板可以完全去除，保证了焊缝质量。
4.本发明的方法，垫板端部设置环板，能够补偿射线检测长度，减少了堆焊量，节省了人工和材料成本。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。
图1是现有封头端部过渡层焊接示意图；
图2为本发明实施例1焊接方法所使用的垫板截面示意图；
图3为本发明实施例1焊接方法所使用的环板主视图；
图4为本发明实施例1焊接方法所使用的环板侧视图；
图5为本发明实施例1封头端部过渡层焊接方法示意图；
图6为本发明实施例1封头端部过渡层堆焊局部示意图；
其中，1.封头，2.垫板，2-1.第一垫板部，2-2.第二垫板部，3.滚轮架，4.封头工艺管道，5.环板，6.过渡层。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种管状结构端部轴向堆焊焊接方法。所述管状结构为中心带贯穿件的封头，用于对封头敞开端的端面进行堆焊，封头的中心部位设置有贯穿件，所述贯穿件为封头工艺管道。
本实施例所使用的设备及配件包括滚轮架3，所述滚轮架与封头工艺管道4相匹配，封头工艺管道能够放置到滚轮架的两侧滚轮之间，用于对封头和封头工艺管道进行支撑，同时可以带动封头绕自身轴线转动。
滚轮架是指借助焊件与主动滚轮的摩擦力，带动圆形焊件旋转，以完成环形焊缝的焊接。焊接速度可通过滚轮架上主动滚轮转速来调节。滚轮应始终保持在同一轴线上，使工件转动时不易变形和打滑，本实施例的滚轮架采用现有设备即可，其具体结构在此不进行详细叙述。
所述使用的工具还包括垫板2，如图2所示，所述垫板采用环状结构，垫板能够固定在封头敞开端端部的内侧面。
进一步的，为了减少衬垫母材对焊缝金属的稀释，同时保证在满足厚度要求的基础上垫板母材可以完全去除，保证了焊缝质量，在垫板的坡口侧开台阶，即垫板的截面为L型，垫板包括垂直设置的第一垫板部2-1和第二垫板部2-2，所述第一垫板部与第二垫板部的一端一体式连接，另一端能够与封头端部内侧面固定。
本实施例中，所述垫板采用板条制成，在一种实施方式中，在设定厚度的钢板上切割出设定宽度的板条，进一步的，为了保证垫板对焊缝金属的承托能力，所述钢板的厚度T1不小于20mm，所述板条的宽度L2不小于80mm。本领域技术人员可根据实际需要设置垫板的尺寸。
采用机加工铣出设定深度H的台阶，设定深度不小于3mm，预留一段与封头内壁贴合固定的长度，为了保证垫板与封头的固定强度，该长度L1不小于20mm。
板条加工完成后，采用卷板机整体卷成圆环状的垫板，在另外一种实施方式中，板条加工完成后，采用分段卷制拼接的方式形成垫板。
进一步的，为了减少因射线检测增加的堆焊层长度，所使用的配件还包括环板5，如图3-4所示，所述环板采用环状结构，能够套在第二垫板部的外周，环板的内侧面与第二垫板部的外侧面接触并且焊接固定。
根据第二垫板部的外径尺寸确定环板的内径尺寸ΦD，其加工方法为从设定厚度的钢板上切割出设定厚度的换班，钢板的厚度W不小于25mm，保证与垫板的连接强度，所述环板的外径和内径的差值S大于封头的壁厚。
所述使用的设备还包括埋弧焊机，能够实现自动埋弧堆焊。
如图5-图6所示，所述堆焊焊接方法包括以下步骤：
步骤1：将封头采1用起吊设备吊置滚轮架上，使得滚轮架的两侧滚轮支撑封头的封头工艺管道，且封头和封头工艺管道4的重心位于滚轮架两侧滚轮的中间，保证焊接过程中，封头绕自身轴线转动平稳，保证焊接质量。
封头由垂直树立改进为在滚轮架上水平转动，保证始终处于安全的平焊位置，有效降低了作业过程的安全风险。
步骤2：将垫板的第一垫板部的端部固定在封头敞开端端部的内侧面，为了方便固定，节省时间，采用定位焊的方法对垫板和封头端部内侧面进行固定。垫板固定在封头端部内侧面后，将环板套在第二垫板部端部外周并卡接固定。
采用内部单侧垫板，与常规堆焊方式相比，节省了近一半垫板安装及去除工作量。
步骤3：调整埋弧焊机的位置，转动滚轮架，确定埋弧焊机的镜头位置及焊接轨迹无误后，通过封头的外侧面使用电加热或火焰预热的方法对封头进行预热，使得封头的温度达到设定温度，满足WPS(焊接工艺规程)的要求。
步骤4：滚轮架带动封头绕自身轴线转动，埋弧焊机起弧进行埋弧堆焊，控制最大道间温度完成后续焊接工作，在垫板外侧面、封头及环板相对端面之间的空间利用焊缝金属形成过渡层6。采用埋弧堆焊的方法，焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少。
可以理解的是，本领域技术人员也可采用其他类型的堆焊方法来焊接过渡层。
本实施例的方法实现了埋弧自动焊工艺在管端堆焊的应用，只需要一名焊接操作工，提高了焊接效率，同时降低了对焊工技能的要求。
封头堆焊完成后，从滚轮架上取下过渡层堆焊好的封头，进行局部焊后热处理，去除垫板，堆焊时环板与焊缝金属成为一个整体，进行保留，随后对过渡层进行100％RT检测，合格率为100％。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，在待堆焊的管状结构端部内侧面固定环状的垫板，垫板的一端与管状结构端部固定，另一端安装环板，管状结构和环板相对端面与垫板外侧面构成用于承托过渡层的空间，将管状结构水平设置并绕自身轴线转动，对管状结构端部进行堆焊形成过渡层。
2.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，所述垫板的截面为L型，包括垂直设置的第一垫板部和第二垫板部，所述第一垫板部的一端与第二垫板部的一端固定，另一端与封头的端部内侧面固定，第二垫板部的另一端能够与环板固定。
3.如权利要求2所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，所述第二垫板部与管状结构端部贴合部分沿封头轴线方向的长度不小于20mm。
4.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，所述环板外径和内径的差值大于管状结构的壁厚。
5.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，所述环板套在垫板的端部外周并与垫板焊接固定。
6.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，所述垫板采用钢板条整体卷制而成，或者分段卷制然后拼接构成。
7.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，所述垫板采用定位焊的方法与管状结构端部内侧面焊接固定。
8.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，将封头轴线水平设置后，将管状结构轴线水平设置后，将管状结构放置在滚轮架的滚轮上，利用滚轮架带动管状结构绕自身轴线转动。
9.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，堆焊采用埋弧焊设备进行埋弧堆焊。
10.如权利要求1所述的一种管状结构端部过渡层堆焊焊接方法，其特征在于，堆焊前，对管状结构进行预热，直至管状结构温度达到设定温度。
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