[發明專利]一種鈦管道氬弧焊接工藝方法

在審

• 申請號: 201410306001.9
• 申請日: 2014-06-30
• 公開（公告）號: CN104128696A
• 公開（公告）日: 2014-11-05
• 發明（設計）人: 崔定龍;胡秋英;林傳友;陳本富
• 申請（專利權）人: 中國化學工程第十四建設有限公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235;B23K9/32;B23K101/06;B23K103/14
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明涉及一種焊接工藝方法，尤其是一種對鈦管道進行氬弧焊接的焊接工藝方法。

背景技術

氬氣是化學性質極不活躍的惰性氣體。鈦管道焊接時，作為保護氣體，隔離鈦與焊接接頭區域周圍的空氣接觸，特別是防止鈦管焊接接頭在400℃以上高溫時的氧化。采用保護氣體外拖罩，有效地避免了焊縫金屬外表面在高溫時的氧化。

鈦是一種銀白色非磁性金屬，比重輕，塑性和韌性好，具有良好的耐熱性和獨特的抗腐蝕性。在日益發展的石油、化工項目中，工業純鈦多用于制作特殊的高溫耐腐蝕性容器、管道及部件。鈦的化學性能活潑，固態溫度400℃以上時，與氧、氮、氫、碳親和力極強；其焊接性能較差，焊接時，若高溫停留時間過長，易形成過熱，產生晶粒粗大，造成焊接接頭強度和塑性、韌性急劇下降，而且還極易產生裂紋、氣孔及表面氧化缺陷。

發明內容

本發明要解決的技術問題是在鈦管道焊接過程中焊接接頭強度和塑性、韌性低，而且還極易產生裂紋、氣孔及表面氧化的缺陷。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種鈦管道氬弧焊接工藝方法，包括如下步驟：

步驟1，開始焊接前，先用立式銑刀對鈦管道的焊接面進行坡口加工，再對坡口進行接頭組對，在坡口上部點固焊，形成橋式點固焊縫；

步驟2，準備焊接時，須提前2～3分鐘向被焊鈦管道內充氬，排除鈦管道內的空氣后，在橋式點固焊縫上封閉一層鋁箔；

步驟3，開始焊接時，提前20～40秒向封閉式活動拖罩內充入氬氣，設定焊接電流為120A；

步驟4，利用電子脈沖引弧，沿焊縫拖拽封閉式活動拖罩與焊接操作同時進行，且速度保持一致，在焊接遇到橋式點固焊時，將橋式點固焊打磨掉，控制焊槍的擺動頻率在12～15次/分鐘，控制焊接速度在90～120mm/min，焊接線能量小于12.5KJ/cm；

步驟5，焊接收弧時，填滿弧坑，焊槍以及封閉式活動拖罩延時送氣30～50秒，并在焊縫金屬冷卻到400℃以下停止向封閉式活動拖罩內送氣。

采用立式銑刀加工坡口，避免角向磨光機、車床、高速坡口機加工坡口時形成的過燒現象；采用橋式點固焊易于打磨清除，提高焊縫的焊接質量；采用在準備焊接時提前2～3分鐘向被焊鈦管道內充氬，并在橋式點固焊縫上封閉一層鋁箔，以及在開始焊接時，提前20～40秒向封閉式活動拖罩內充入氬氣，能夠在焊接區域形成區域保護，有效防止焊縫及熱影響區發生氧化、產生焊接缺陷；利用電子脈沖引弧在保證了焊接引弧順利的同時，有效地保護了操作工人的身體健康；采用沿焊縫拖拽封閉式活動拖罩與焊接操作同時進行，且速度保持一致，并控制焊槍的擺動頻率在12～15次/分鐘，控制焊接速度在90～120mm/min，焊接線能量小于12.5KJ/cm，能夠有效防止焊接過程中焊接接頭強度和塑性、韌性較低，還易產生裂紋、氣孔的問題；在焊接收弧時，焊槍以及封閉式活動拖罩延時送氣30～50秒，并在焊縫金屬冷卻到400℃以下停止向封閉式活動拖罩內送氣，能夠有效避免焊縫金屬高溫氧化。

作為本發明的進一步限定方案，步驟4中，若對鈦管道進行多層焊接時，還須控制層間溫度小于100℃?？刂茖娱g溫度小于100℃，能夠保證焊縫金屬色澤為銀白色，進一步提高了焊縫的質量。

作為本發明的進一步限定方案，封閉式活動拖罩有兩種，分別為局部封閉式活動拖罩和全封閉式活動拖罩；局部封閉式活動拖罩適用于DN100以上規格的鈦管道焊接；全封閉式活動拖罩適用于DN100以下規格的鈦管道焊接。

作為本發明的進一步限定方案，局部封閉式活動拖罩包括罩殼和氣體接入管，罩殼包括后側罩板、前側罩板、左側罩板、右側罩板和頂側罩板，后側罩板、左側罩板和右側罩板垂直安裝在頂側罩板上，前側罩板向前傾斜后安裝在頂側罩板上，氣體接入管由后側罩板插入罩殼內，左側罩板和右側罩板的下側邊緣為相同弧度的弧形邊緣，后側罩板和前側罩板的下側邊緣分別設有弧度相同的后弧形缺口和前弧形缺口。采用氣體接入管將惰性氣體通入，能夠對焊接處進行局部保護，防止焊接處發生氧化；采用后側罩板、前側罩板、左側罩板、右側罩板和頂側罩板構成罩殼，將通入的氣體罩在罩殼內，對焊接處進行區域保護；將左側罩板和右側罩板的下側邊緣設置為相同弧度的弧形邊緣，能夠適用于大口徑、彎頭、三通或異徑管等管件的焊接要求；在后側罩板和前側罩板的下側邊緣設置弧度相同的后弧形缺口和前弧形缺口，能夠限定焊槍的位置，有效提高手工焊接的質量。