CN115178938A - 一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：步骤一、管道清理；步骤二、设置坡口；步骤三、平口处设置预接层；步骤四、将步骤三中的预接层伸出平口的内壁侧的部分进行打磨；步骤五、将两段管道的对齐端口进行焊接连接。本发明在预接层的作用下，使得两平口之间靠近内壁的部分进行加厚处理，将两段管道的端口对齐后，当两段管道之间的间距按照要求对齐后，由于预接层的设置，使得平口靠近内壁区域之间的间距相对减小，进行焊接时，熔融的焊条进入到两平口之间更窄的区域后，能够有效的降低焊缝于内壁外凸的高度，有效的降低内壁焊缝的余高，减小对内部流体介质流动的影响，利于提高管道焊接处的强度。
Description
技术领域
本发明涉及管道焊接领域，尤其涉及一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法。
背景技术
夹套管是一种双层的套管，其包括内管和外套管，外套管套设在内管的外侧，外套管和内管之间具有空腔，多用于输送高粘稠易结晶流体介质，实际中，高粘稠易结晶的流体介质在内管内输送流通，在内管和外套管之间的间隙空腔通入蒸汽、热水等热媒，热媒使得内管均匀受热，使得内管内的输送环境达到一定的温度，避免内管内的流体介质凝固结晶，内管管材之间通常为通过焊接连接，对于内管内壁焊缝的余高需要进行控制，如果内管内壁的焊缝余高过高，一方面会使得内管于该处结构形状突变，造成局部应力集中，影响内管的结构强度，另一方面，如果内管内壁的焊缝余高较大，加之内管内输送的流体介质多为高粘稠介质，焊缝过多的凸出于内管内壁的话会对流体介质造成阻力，造成流体介质在输送流动的过程中出现局部涡流，影响介质的顺畅输送，进而需要控制内管内壁的焊缝余高，当前在对内管管材进行焊接时，如图1所示，先在两段管道的端口设置坡面1-1，使得管道端口处形成平面1-2和坡面1-1结合的结构形式，坡面1-1位于管道的外壁侧，然后将两管道的平面1-2对齐，然后对管道对接处进行焊接，熔融的焊条1-3进入到两平面1-2之间的间隙以及充满两坡面1-1之间的间隙，进而完成两端管道的连接，熔融的焊条1-3由两平面1-2之间的间隙进入到内壁侧形成外凸部分1-4，进而形成内管内壁的余高，受限于两平面1-2之间固有间距设计的要求，以便熔融的焊条充实进入到两平面1-2之间，以及使得两平面1-2之间的熔融焊条1-3和管件之间具有牢靠的结合配合面，两端管道之间的平面1-2间距通常取1-2毫米，该种情况下，使得内管内壁处形成的焊缝余高值最低值也在1.2毫米的水平，难以实现内管内壁焊缝余高值的降低，使得内管输送的介质的速率提升受限，且对于管道焊接处的强度提高也受到限制。
发明内容
本发明的目的在于避免现有技术的不足之处，提供一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，从而有效解决现有技术中存在的不足之处。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹，使得管道端口处平整以形成平口；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口，坡口设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口和平口的组合；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口处设置预接层，预接层通过在平口处点焊形成，所述预接层的一侧伸出平口的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层伸出平口的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层该侧和平口的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
进一步的，所述步骤三中预接层为多个圆形焊点，各圆形焊点均匀布置于平口，且各圆形焊点沿圆周方向同心布置于平口。
进一步的，所述圆形焊点伸出平口外壁侧的部分大于半圆。
进一步的，所述步骤三中预接层为周向布置于平口的环状凸起。
进一步的，按步骤四将环状凸起打磨至和平口内壁侧齐平后，继续对环状凸起的内壁侧端面进行打磨，使得环状凸起端面的内壁侧形成弧形转角。
进一步的，所述步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为4.5kJ/cm-11.7kJ/cm。
进一步的，对两段管道进行焊接时，焊接线能量为6.5kJ/cm。
进一步的，所述步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为70A-120A。
进一步的，对两段管道进行焊接时，焊接电流为110A。
进一步的，所述定位装置包括至少三个撑杆，各撑杆并列且周向排布，各撑杆周向排布的虚拟圆外径和管道的内径相同，且各撑杆同一对应位置上设置有让位结构。
本发明的上述技术方案具有以下有益效果：本发明在进行两端管道焊接时，将管道的端口进行坡口处理后，预先于管道端口的平面位置进行预接层的设置，预接层通过点焊而成，使得两平口之间靠近内壁的部分进行加厚处理，将两段管道的端口对齐后，当两段管道之间的间距按照要求对齐后，由于预接层的设置，使得平口靠近内壁区域之间的间距相对减小，进行焊接时，熔融的焊条进入到两平口之间更窄区域后，能够有效的降低焊缝于内壁外凸的高度，有效的降低内壁焊缝的余高，减小对内部流体介质流动的影响，利于提高管道输送流体介质的速率，利于提高管道焊接处的强度。
附图说明
图1为现有技术中夹套管内管焊接连接处示意图；
图2为本发明实施例一的结构示意图；
图3为图2中A处的局部放大图；
图4为本发明实施例二的结构示意图；
图5为图4中B处的局部放大图；
图6为本发明实施例十三预接层处的局部结构示意图；
图7为本发明中定位装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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，而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，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发明中的具体含义。
实施例一：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为多个圆形焊点，各圆形焊点均匀布置于平口2，且各圆形焊点沿圆周方向同心布置于平口2。
具体的，圆形焊点伸出平口2外壁侧的部分大于半圆，也即，圆形焊点大于其自身1/2的部分伸出平口2的外壁侧，在圆形焊点的局部区域，使得两平口2之间由外向内呈缩口，便于熔融的焊条充盈。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为100A。
实施例二：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为100A。
对比例一：
将实施例二中的步骤三和步骤四去除，其余工艺步骤不变。
实施例一、实施例二和对比例一各进行30次焊接试验，取每次焊接试验管道内壁焊缝余高的平均值、最高值以及最低值，得到表1的数据。
表1：管道内壁焊缝余高数据对比一（单位：毫米）
| 最高值 | 最低值 | 平均值 | |
| 实施例一 | 0.84 | 0.60 | 0.63 |
| 实施例二 | 0.52 | 0.30 | 0.35 |
| 对比例一 | 1.56 | 1.23 | 1.42 |
由表1数据可知，在同一焊接工艺条件下，在管道端口处的平口2设置预接层3能够有效的降低管道内壁焊缝的余高，且预接层3为环状凸起时，焊缝余高值水平更低。
实施例三：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为4.5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为100A。
实施例四：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5.5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为100A。
实施例五：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为6.5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为100A。
实施例六：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为7.2kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为100A。
实施例七：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为11.7kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为100A。
将实施例三至实施例七各进行30次焊接试验，取各实施例中每次焊接试验管道内壁焊缝余高的平均值、最高值以及最低值，得到表2的数据。
表2：管道内壁焊缝余高数据对比二（单位：毫米）
| 最高值 | 最低值 | 平均值 | |
| 实施例三 | 0.6 | 0.42 | 0.48 |
| 实施例四 | 0.52 | 0.3 | 0.35 |
| 实施例五 | 0.49 | 0.28 | 0.31 |
| 实施例六 | 0.57 | 0.48 | 0.52 |
| 实施例七 | 0.71 | 0.54 | 0.65 |
由表2数据可知，实施例三至实施例七中管道内壁焊缝的余高值水平均小于对比例一的水平，且实施例三至实施例七中，在焊接电流为100A的条件下，当焊接线能量为6.5kJ/cm时，余高值水平更低。
实施例八：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为70A。
实施例九：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为80A。
实施例十：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为110A。
实施例十一：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为115A。
实施例十二：
一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹、污渍，并使得管道端口处平整以形成平口2；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口1，坡口1设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口1和平口2的组合，管道端口的外壁侧为坡口1，管道端口的内壁侧为平口2，更为具体的，平口2所在的平面和管道的轴线垂直，平口2沿直径方向的宽度不大于2毫米，坡口1和平口2所在平面之间的夹角为30度，当两端管道对齐时，两坡口1形成60度的夹角，该状态存在误差的情况下，允许两坡口1形成的夹角为60±5度；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口2处设置预接层3，预接层3通过在平口2处点焊形成，预接层3的一侧伸出平口2的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层3伸出平口2的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层3该侧和平口2的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
更为具体的，焊接形成预接层3时以及对两段管道进行焊接时，均采用钨极氩弧焊，焊条采用s308L焊条。
也即，在管道的端部平口2处预先设置一定的厚度的预接层3，预接层3为熔融的焊条而成，点焊形成预接层3时的焊接工艺以及焊条均和焊接管道时的焊接工艺以及焊条相同，使得两次焊接能够过渡适配，避免两部分熔融的焊条结合不牢靠，在将管道端口对齐进行焊接时，两管道平口2之间的间距按照标准要求控制在1-2毫米，所以使得平口2内侧壁的局部间隙更小，焊接时，焊条熔融后在更小的间隙中向管道内部塌落得趋势更小，也即，朝向管道内部凸出的高度更小，所以使得管道内壁焊缝余高减小，所以，能够有效的减小对管道内流体介质的阻力，而且显著的提高管道焊缝处的结构强度。
具体的，步骤三中预接层3为周向布置于平口2的环状凸起，预接层3整体周向布置更加均匀，焊接设置更加方便，且焊接两段管道时，两段管道端口之间的间隙更加规则，方便焊接操作。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为5kJ/cm。
具体的，步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为120A。
将实施例八至实施例十二各进行30次焊接试验，取各实施例中每次焊接试验管道内壁焊缝余高的平均值、最高值以及最低值，得到表3的数据。
表3：管道内壁焊缝余高数据对比三（单位：毫米）
| 最高值 | 最低值 | 平均值 | |
| 实施例八 | 0.71 | 0.47 | 0.62 |
| 实施例九 | 0.55 | 0.42 | 0.39 |
| 实施例十 | 0.46 | 0.28 | 0.30 |
| 实施例十一 | 0.54 | 0.38 | 0.40 |
| 实施例十二 | 0.82 | 0.62 | 0.68 |
由表3数据可知，实施例八至实施例十二中管道内壁焊缝的余高值水平均小于对比例一的水平，且实施例八至实施例十二中，在焊接线能量为5kJ/cm的条件下，当焊接电流为110A时，余高值水平更低。
所以，由以上表1-表3数据可知，在管道端口的平口2处设置预接层3能够显著的降低管道内壁焊缝余高值水平，且采用钨极氩弧焊焊接时，焊条采用s308L焊条，当焊接电流不变，焊接线能量为6.5kJ/cm时，焊缝余高值水平更低，当焊接线能量不变，焊接电流为110A时，焊缝余高值水平更低。
更为具体的，在实施例十三中，步骤四将环状凸起打磨至和平口2内壁侧齐平后，继续对环状凸起的内壁侧端面进行打磨，使得环状凸起端面的内壁侧形成弧形转角4，焊接两段管道时，两部分熔融的焊条在弧形转角4处的结合面积更大，利于提高焊接连接强度。
更为具体的，定位装置包括至少三个撑杆5，各撑杆5并列且周向排布，各撑杆5周向排布的虚拟圆外径和管道的内径相同，且各撑杆5同一对应位置上设置有让位结构，三个撑杆5环形围绕，且沿撑杆5设置多个支撑环6，支撑环6位于各撑杆5环绕的内部，支撑环6的最外侧和各个撑杆5的内侧连接，将各个撑杆5固定在一起，让位结构为撑杆5上的折弯7，折弯7朝向虚拟圆形的中部拱起，折弯7设置于撑杆5上更加靠近某一端端部的位置，该某一端对应定位装置的插入端，使用时，将两段管道对齐后，于一侧的管道将定位装置插入端伸入到该管道内，撑杆5的外侧和管道的内壁接触，然后继续向内部推送定位装置，直至折弯7处在两段管道的对接处，不会对焊接造成干涉，使得撑杆5上位于折弯7左右两侧的区段部分分别支撑两个管道，定位装置的虚拟圆形和两个管道同轴，进而实现对两管道的同轴定位，更为具体的，为增加定位装置定位两管道时的稳定性，撑杆5上于折弯7左右两侧的位置分别至少设置一个支撑环6，且折弯7两侧各至少有一个支撑环6和折弯7之间的间距小于15厘米。
本发明所针对的管道为夹套管中的内管，实际中进行焊接时，预接层3的厚度为两段管道的平口2之间间距的1/4-1/3，当预接层3为圆形焊点时，预接层3的厚度取圆形焊点最为靠近平口2内壁侧的部分厚度为准，当预接层3为环状凸起时，预接层3的厚度取环状凸起的平均厚度为准，在预先设置预接层3的作用下，按照初始的标准进行两段管道的对齐即可，既没有改变管道对齐时两平口2之间的间距大小，又没有改变两平口2之间间隙内的熔融焊条结构，所以，不会改变管道管材和熔融焊条之间的配合结合面，不会对焊缝处的应力造成改变，同时又使得管道内壁焊缝余高值水平降低。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式，很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的，选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、对管道的内外壁以及端口进行打磨清理，去除管道内外壁以及端口处的锈迹，使得管道端口处平整以形成平口；
步骤二、在步骤一中处理完的管道端口处设置坡口，坡口设置于管道端口的外壁侧，使得管道的端口形成坡口和平口的组合；
步骤三、在步骤二中得到的管道平口处设置预接层，预接层通过在平口处点焊形成，所述预接层的一侧伸出平口的内壁侧；
步骤四、将步骤三中的预接层伸出平口的内壁侧的部分进行打磨，使得预接层该侧和平口的内壁侧齐平；
步骤五、取两段经过步骤四处理的管道，使用定位装置使得两段管道同轴对齐，然后将两段管道的对齐端口进行焊接连接。
2.根据权利要求1所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：所述步骤三中预接层为多个圆形焊点，各圆形焊点均匀布置于平口，且各圆形焊点沿圆周方向同心布置于平口。
3.根据权利要求2所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：所述圆形焊点伸出平口外壁侧的部分大于半圆。
4.根据权利要求1所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：所述步骤三中预接层为周向布置于平口的环状凸起。
5.根据权利要求4所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：按步骤四将环状凸起打磨至和平口内壁侧齐平后，继续对环状凸起的内壁侧端面进行打磨，使得环状凸起端面的内壁侧形成弧形转角。
6.根据权利要求1所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：所述步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接线能量为4.5kJ/cm-11.7kJ/cm。
7.根据权利要求6所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：对两段管道进行焊接时，焊接线能量为6.5kJ/cm。
8.根据权利要求1所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：所述步骤五中对两段管道进行焊接时，焊接电流为70A-120A。
9.根据权利要求8所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：对两段管道进行焊接时，焊接电流为110A。
10.根据权利要求1所述的一种可降低焊缝余高的夹套管焊接方法，其特征在于：所述定位装置包括至少三个撑杆，各撑杆并列且周向排布，各撑杆周向排布的虚拟圆外径和管道的内径相同，且各撑杆同一对应位置上设置有让位结构。
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2022
- 2022-09-12 CN CN202211106410.5A patent/CN115178938A/zh active Pending
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