CN102601488B

CN102601488B - 斜管的盖面层焊接方法

Info

Publication number: CN102601488B
Application number: CN201210079397.9A
Authority: CN
Inventors: 曹敏勇
Original assignee: Shanghai Boiler Works Co Ltd
Current assignee: Shanghai Boiler Works Co Ltd
Priority date: 2012-03-22
Filing date: 2012-03-22
Publication date: 2014-04-09
Anticipated expiration: 2032-03-22
Also published as: CN102601488A

Abstract

本发明公开了一种斜管的盖面层焊接方法包括起头步骤：待焊管子坡口根部的Y7处作为引弧的起始点，电弧引燃后经过Y2点纵向中心线约5～10mm，向两侧摆动，直至熔池形成一预设的盖面厚度；运条步骤：待焊管子坡口的上下棱边被液态金属分别覆盖1mm，施焊时电弧先从上侧坡口棱边引燃后向下侧坡口运条，焊接电流小于焊接中间层时的焊接电流，运条方向与棱边的夹角不大于40度；收弧步骤：当前半圈焊条运条到Y1或Y3位置时，过横向中心线5mm后直接收弧；接头步骤和收尾步骤。对斜置大直径金属管用本发明方法进行焊接，质量稳定，可靠性高，大大降低了重力对焊接造成的不利影响。

Description

斜管的盖面层焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接方法，特别涉及一种应用大直径斜管的盖面层焊接方法。

背景技术

随着人类工业的发展，技术人员越来越多地需要对斜着放置的金属管进行焊接作业。由于金属管自身重力的影响和焊接角度的限制，斜置金属管的焊接效果往往不理想。

一般来说，焊接金属管需要经过起头步骤、运条步骤、收弧步骤、接头步骤和收尾步骤。焊接两截斜置的管子一般需要数根焊条，每根焊条都经过起头、运条和收弧步骤，接着前一根焊条的焊点进行焊接为接头步骤，焊接一圈后与第一根焊条的起始焊接点接合为收尾步骤。举例来说，V型坡口大口径45°管对接，是电站锅炉集箱产品上常见的一种焊接接头形式，由于坡口焊缝成45°斜面位置，客观上形成高侧的焊缝位置低于低侧的焊缝位置，在施焊中高侧的熔池会受重力作用向低侧方向倒流，与以往水平和垂直位置的大口径管对接施焊方法相比较，施焊难度明显增大影响焊接质量。在焊接过程中，技术人员一般要依次进行打底层、中间层和盖面层三个层面上的焊接作业。本领域技术人员致力于找出一种大直径斜管的焊接方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中大直径斜置金属管焊接难度大，焊接质量不稳定的不足，提供一种斜管的盖面层焊接方法，协助施工人员高效便捷地完成焊接作业。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

一种斜管的盖面层焊接方法，其特点在于，所述方法包括，

起头步骤：待焊管子坡口根部的Y7处作为引弧的起始点，电弧引燃后经过Y2点纵向中心线约5～10mm，向两侧摆动，直至熔池形成一预设的盖面厚度；

运条步骤：待焊管子坡口的上下棱边被液态金属分别覆盖1mm，施焊时电弧先从上侧坡口棱边内侧2mm的地方引燃后向下侧坡口运条，焊接电流小于焊接中间层时的焊接电流，运条方向与棱边的夹角不大于40度；

收弧步骤：当前半圈焊条运条到Y3或Y1位置时，过中心线5mm后直接收弧；

接头步骤：

Y1和Y3位置的接头，施焊时焊钳低于横向中心线5°～10°，在弧坑的上方5～10mm处引燃电弧，焊条下移到弧坑内的三分之二处进行摆动，直至熔池的下沿与前弧坑的后沿相切；

Y2位置的接头，将起头部位修磨成斜坡状，在Y8处引燃电弧，向Y2位置方向后移，过中心线之后进行两侧摆动，直至与前起头的后沿相切；

收尾步骤：焊条经过Y4位置中心线10mm后，回点2～3次再熄弧。

较佳地，所述焊接分别以顺时针和逆时针方向从Y2点施焊至Y4点。

较佳地，电弧先从上侧坡口棱边内侧2mm的地方引燃后，停留1～2秒待液态金属向上侧棱边越出1mm后，焊条向下侧坡口运条，到达棱边附近还剩下2mm的地方停留1～2秒，当液态金属向下侧棱边越出1mm后，向中间回焊后断弧。

较佳地，当在Y4位置进行收弧和收尾时，焊条在运条中分别经过Y4纵向中心线10mm处，回点2～3次后熄弧。

较佳地，在焊接步骤中，先依次焊Y2、Y3、Y4半圈，再焊Y2、Y1、Y4半圈。

较佳地，焊条直径为2.5mm至3.2mm。

较佳地，所述斜管的外直径大于76mm。

较佳地，焊条与斜管轴线之间的角度为35°～40°，焊条与焊钳形成的角度为120°～150°。

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实施例。

本发明的积极进步效果在于：对斜置大直径金属管用该方法进行焊接，质量稳定，可靠性高，大大降低了重力对焊接造成的不利影响。

附图说明

图1为本发明的一个较佳实施例下的两根金属管倾斜放置待焊的位置示意图。

图2为图1中A-A方向视图。

具体实施方式

本发明的实施例将参照附图进行说明。在说明书附图中，具有类似结构或功能的元件或装置将用相同的元件符号表示。附图只是为了便于说明本发明的各个实施例，并不是要对本发明进行穷尽性的说明，也不是对本发明的范围进行限制。

图1示出了的两根金属管倾斜放置待焊时的位置示意图。一般来说，两根斜管外径a大于76mm，坡口钝边为1～1.5mm，斜管装配间隙c为3～4mm，技术人员先分别对斜管进行打底层和中间层的焊接，待前面焊接完毕后，开始进行盖面层的焊接。

在一个优选实施例中，两根金属管管径a为108mm，坡口的装配间隙c为3～4mm，下端的斜管最小长度b为120mm。两坡口之间的角度θ为65°。技术人员随后正式进行焊接。在一个较佳实施例中，焊条与管子轴线之间的角度为35°～40°，焊条与焊钳形成的角度为120°～150°。

起头步骤：如图2所示，通常先依次焊Y2、Y3、Y4半圈(左半圈)，再焊Y2、Y1、Y4半圈(右半圈)。

起头步骤：先以焊接左半圈为例，焊前先认真清理坡口内的飞溅、熔渣、刷净烟尘。如接头部位有凸出，需打磨或铲去凸出部分后再焊。在下半圈仰焊位置的Y7位置为引弧的起始点，电弧引燃后迅速经过Y2点纵向中心线约5～10mm后，向两侧稍作摆动，一旦熔池形成满足所需的焊缝宽度表示起头完成。

运条步骤：起头完毕开始断弧焊，焊接盖面层的施焊难度较焊接中间层更大。运条过程中主要碰到的问题是，液态金属受重力作用下淌而引发的上侧坡口焊缝有咬边现象，焊缝的加强高圆弧的最高点常会偏离焊缝的中心，通常是偏在上侧一边。为防止咬边，盖面前的中间层填充不宜低于棱边过深，电流比焊中间层时略小一点。为防止焊缝圆弧偏离中心，运条方向与棱边的夹角不大于40°。在一个较佳实施例中，电弧先从上侧坡口棱边内侧2mm的地方引燃后停留1～2秒，让液态金属向上侧棱边越出约1mm后，焊条向下侧坡口运条，到达棱边附近还剩下2mm的地方停留1～2秒，当液态金属向下侧棱边越出约1mm后，再向中间回焊后即可断弧，以这种方式有规律的重复引弧、断弧便能得到整圈焊缝。

收弧步骤：当前半圈焊条运条到Y3或Y1位置时，过横向中心线5mm后直接收弧，当焊条继续运条到12点位置时，经过纵向中心线约10mm，回点2～3次后再收弧。

接头步骤：Y1和Y3位置需趁热接头，施焊时焊钳低于横向中心线5°～10°，在弧坑的上方约5～10mm处引燃电弧，焊条迅速下移到弧坑内的三分之二处，稍作摆动，当熔池的下沿与前弧坑的后沿相切时即为接头完成。

Y2位置的接头，先将起头部位修磨成斜坡状，在Y8位置处引燃电弧，迅速向Y2方向后移，经过中心线之后稍作两侧摆动，与前起头的后沿一旦相切，表示接头完成。

收尾步骤：焊条经过Y4位置中心线10mm后，回点2～3次在Y4位置上面熄弧。

焊条与管子的纵向角度随着焊接位置发生变化，在一个优选实施例中，如图2所示，在Y2位置，焊条30与管子切线位置角度X1为80°～85°；在Y3位置，焊条与管子切线位置角度X2为100°～105°；在Y4位置，焊条与管子竖直轴线位置角度X3为70°～75°。技术人员可根据上述数值估算焊条与管子在其它位置的角度。

焊接右半圈的方式大体与焊接左半圈相同，只是焊接右半圈最后与左半圈接合需要收尾步骤。总体来说，使用断弧焊进行盖面层焊接时，焊条直径可以是2.5mm至3.2mm，焊条型号可以是E5015，焊接外径为108mm，管壁厚度为10mm的金属管一圈，焊条直径为3.2mm需要消耗5～6根。本领域的技术人员可以理解，若如果管壁厚度增加，如12mm或14mm，那么焊条的用量也相应明显增大。同样可以理解的，如果焊条直径减小，例如用直径2.5mm焊条焊接，焊接电流由原来120～125A，改为75～85A，盖面层相应由原来断弧焊改为连弧焊接，一圈需要消耗焊条8～9根。表1示出了焊接各层面与焊接电流和焊条数量等参数的一般关系。

表1

焊接后，要求：

1.焊缝无气孔、夹渣、裂缝和未熔合。

2.焊缝宽度14～16mm，宽度差≤2mm。

3.焊缝高度≤3mm，高度差≤2mm。

4.焊缝咬边深度≤0.5mm，累计长≤10mm.

5.焊缝弧坑填满。

6.焊缝周围无碰弧。

本领域的技术人员可以理解，本技术方案可以不仅使用在大口径斜管的焊接作业上，也可以应用于其它需要倾斜放置的焊接作业。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种斜管的盖面层焊接方法，其特征在于，所述方法包括，

起头步骤：待焊管子坡口根部的左半圈下半圈仰焊位置处（Y7）作为引弧的起始点，电弧引燃后经过下半圈与纵向中心线交叉处（Y2）纵向中心线5~10mm，向两侧摆动，直至熔池形成一预设的盖面厚度；

收弧步骤：当前半圈焊条运条到左半圈与横向中心线交叉处（Y3）或右半圈与横向中心线交叉处（Y1）时，过横向中心线5mm后直接收弧；

接头步骤：

右半圈与横向中心线交叉处（Y1）和左半圈与横向中心线交叉处（Y3）的接头，施焊时焊钳低于横向中心线5°~10°，在弧坑的上方5~10mm处引燃电弧，焊条下移到弧坑内的三分之二处进行摆动，直至熔池的下沿与前弧坑的后沿相切；

下半圈与纵向中心线交叉处（Y2）的接头，将起头部位修磨成斜坡状，在右半圈下半圈某处（Y8）引燃电弧，向下半圈与纵向中心线交叉处（Y2）方向后移，过中心线之后进行两侧摆动，直至与前起头的后沿相切；

收尾步骤：焊条经过上半圈与纵向中心线交叉处（Y4）中心线10mm后，回点2~3次再熄弧。

2.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：所述焊接分别以顺时针和逆时针方向从下半圈与纵向中心线交叉处（Y2）施焊至上半圈与纵向中心线交叉处（Y4）。

3.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：在运条步骤中，电弧先从上侧坡口棱边内侧2mm的地方引燃后，停留1~2秒，待液态金属向上侧棱边越出1mm后，焊条向下侧坡口运条，到达棱边附近还剩下2mm的地方停留1~2秒，当液态金属向下侧棱边越出1mm后，向中间回焊后断弧。

4.如权利要求1所述的焊接方法，其特征在于：当在上半圈与纵向中心线交叉处（Y4）进行收弧和收尾时，焊条在运条中分别经过上半圈与纵向中心线交叉处（Y4）纵向中心线10mm处，回点2～3次后熄弧。

5.如权利要求1至4任一项所述的焊接方法，其特征在于：在焊接步骤中，先依次焊下半圈与纵向中心线交叉处（Y2）、左半圈与横向中心线交叉处（Y3）、上半圈与纵向中心线交叉处（Y4）半圈，再焊下半圈与纵向中心线交叉处（Y2）、右半圈与横向中心线交叉处（Y1）、上半圈与纵向中心线交叉处（Y4）半圈。

6.如权利要求1至4任一项所述的焊接方法，其特征在于：焊条直径为2.5mm至3.2mm。

7.如权利要求1至4任一项所述的焊接方法，其特征在于：所述斜管的外直径大于76mm。

8.如权利要求1至4任一项所述的焊接方法，其特征在于：焊接电流为120~125A。

9.如权利要求1至4任一项所述的焊接方法，其特征在于：焊条与斜管轴线之间的角度为35o～40o，焊条与焊钳形成的角度为120°～150°。