一种用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法技术

本发明专利技术公开了一种用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法，包括以下步骤：1.将对接环缝两侧筒节（1）的端部加工成V形内坡口，2.将加工好的坡口按照设计装配间隙d和设计错边量装配好，3.将坡口点焊固定，4.采用双面同时施焊的方式对环缝根部进行焊接，5.对环缝进行填充焊，采用本方法焊接而成的环缝，其反面成型良好，不需进行反面清根，环缝的焊接变形量也大幅减小，不仅能保证环缝在100%RT探伤时一次性合格还能满足产品的尺寸精度要求。

TIG welding method for ring joint of large diameter thin-wall stainless steel cylinder body

The invention discloses a method for TIG welding of large diameter thin-wall stainless steel cylinder workpiece ring joint, which comprises the following steps: 1 the docking ring on both sides of the joint cylinder section (1) of the end processing into a V shape groove, 2 will be processed in accordance with the design of groove assembly clearance of D and design of offset assembly 3, the 4 double groove fixed spot welding at the same time, the way of circular seam welding of root, 5 ring seam welding, the welded joint ring, the opposite of good shape, without negative root cleaning, girth welding deformation is also greatly reduced, not only can ensure the girth in 100%RT inspection can one-time pass can meet the precision requirements of products.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种TIG焊方法，尤其是一种用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法。
技术介绍
在核电或石油化工领域，需要用到盛装废液或其它中、轻度毒性介质的常压不锈钢容器，此类容器的结构特点是直径大（φ＞3000mm）、壁厚薄（＜6mm），且通常采用手工TIG焊来实现该类大直径薄壁不锈钢容器筒体工件环缝的单面焊双面成型，以满足焊缝RT探伤的要求。环缝位于坡口内侧的一面为环缝的正面，环缝位于坡口外侧的一面为环缝的反面，当采用单面焊双面成型的TIG焊对环缝根部进行焊接时，为了保证环缝反面成型良好，需要在环缝反面通惰性气体进行保护；目前采用的通气保护措施有两种：一种是在环缝反面安装专用背气保护工装，另一种是在焊接时由专人配合，在环缝反面手持气罩同步进行气体保护。前一种方式由于受限于产品自身结构的影响，导致该种方法在实施后，保护效果不佳；而后一种方式由于受环缝装配间隙尺寸的影响较大，当环缝局部间隙过小时，采用单面焊双面成型TIG焊无法实现环缝反面成型，一旦环缝反面出现严重氧化或成型不好，就需要对环缝进行反面清根；同时，由于清根深度不一，在进行反面焊接时容易出现烧穿，导致环缝最终焊完后会产生严重的焊接变形，椭圆度最大超过标准允许值30%，焊缝质量得不到保证，不能确保焊缝100%RT探伤一次性合格，也不能满足产品的设计尺寸精度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法，采用该方法对环缝进行焊接时，能将环缝正、反面一次性焊透，使环缝反面均匀成型，不需进行反面清根，同时还能减小环缝的焊接变形量，满足产品的尺寸精度要求，且几乎不会产生焊接缺陷。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法,包括以下步骤：（1）将对接环缝两侧直径大于3000mm、壁厚小于6mm的筒节的端部加工成坡口；（2）将加工好的坡口按照设计装配间隙d和设计错边量装配好；（3）将坡口点焊固定；（4）然后采用双面同时施焊的方式对环缝根部进行焊接，具体包括以下操作：首先采用位于环缝正面一侧的主焊枪在环缝根部以高频引弧方式引弧，待电弧稳定、熔池圆润后开始移动主焊枪进行焊接，当见到环缝反面一侧的钢板发红时，位于环缝反面一侧的副焊枪在环缝的反面偏后于主焊枪约5mm的位置处引弧，并以与主焊枪相同的焊接速度沿着主焊枪的焊接方向B开始与主焊枪同时焊接，焊接过程中，主焊枪填丝焊接，副焊枪不填丝焊接或少量填丝焊接，主、副焊枪同时对同一熔池进行加热。由于主焊枪和副焊枪在环缝正反两面同时对同一熔池以相同的焊接速度进行加热焊接，电弧能量更集中，可以获得良好的熔深，能确保将环缝正、反面一次性焊透，使环缝反面均匀成型，从而不需对环缝反面进行清根；同时，主、副焊枪之间具有一定的间隔，可以起到相互保护的作用，使环缝的受热面积和热影响区减小，焊接应力也相应地减小，从而减小环缝的焊接变形量。（5）对环缝进行填充焊。进一步地，所述步骤（1）中的坡口为V形内坡口，且单侧坡口角度为30°±2.5°，坡口钝边高度H为1.5mm±0.5mm。进一步地，所述步骤（2）中的装配间隙d为2.5mm～3.5mm，错边量≤0.5mm。主、副焊枪均采用直流电源，主焊枪电流为80～85A，副焊枪电流为70～75A，主、副焊枪与筒节之间的锐角β均保持在80～85°之间，焊丝与筒节之间的锐角γ为15～20°。首先，主、副焊枪采用前述电流可以获得良好地的熔池深度，其次，使主、副焊枪与筒节之间的锐角β保持在80～85°之间和焊丝与筒节之间的锐角γ保持在15～20°，既可以很好地控制因焊接所产生的飞溅、熔合还能保证环缝反面的成型。进一步地，对环缝根部的焊接采用左焊法，且焊接顺序采用分段对称间断焊，每焊完一段环缝时，环缝的正反两面需要同时收弧，收弧后继续充氩3～5s。环缝根部采用分段对称间断焊的焊接顺序，可以大幅减小焊接产生的热量，从而减小因焊接产生的大量热量而引起的焊接变形，环缝正、反面同时收弧，收弧后继续充氩3～5s，既可以起到相互保护的作用，以避免相互影响，还能减小热影响区及焊接应力。进一步地，环缝填充焊的焊接顺序采用分段对称间断焊。环缝填充焊采用分段对称间断焊的焊接顺序，可以减小环缝填充时产生的焊接变形。进一步地，所述坡口的点焊、环缝根部的双面同时焊及环缝的填充焊均采用手工TIG焊。本专利技术的有益效果是：采用本方法焊接而成的环缝，其反面成型均匀、良好，不需进行反面清根，环缝的焊接变形量大幅减小，满足了产品的尺寸精度要求，同时，基本可以保证环缝在100%RT探伤时能一次性合格。附图说明图1是本专利技术采用的V形内坡口的结构示意图。图2是本专利技术的主焊枪及焊丝与筒节之间的位置关系图。图3是本专利技术在对环缝进行横焊操作时主焊枪、副焊枪及焊丝与筒节之间的位置关系图。图中标记为：1-筒节，2-V形内坡口，3-主焊枪，4-副焊枪，5-焊丝，H-坡口钝边高度，d-装配间隙，α-坡口角度，β-主焊枪与筒节之间的锐角，γ-焊丝与筒节之间的锐角，B-焊接方向。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。如图1、图2和图3所示，本专利技术的用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法,包括以下步骤：1.需要对焊的不锈钢筒节组对，其属于直径大于3000mm，壁厚小于6mm的大直径薄壁件，将对接环缝两侧的筒节1的端部加工成V形内坡口2，单侧坡口角度为30°±2.5°，即控制坡口角度α为60°±5°，坡口钝边高度H为1.5mm±0.5mm。2.将加工好的V形内坡口2装配好，其中，装配间隙d为2.5mm～3.5mm，坡口的错边量≤0.5mm。3.将装配好的坡口采用手工TIG焊点焊固定，点焊方式为沿着筒节圆周方向每间隔约20mm的距离即点焊一次，直至将坡口全部点焊完成。这样可以保证筒节的圆度要求，为后续减小环缝焊接变形量做好基础。4.采用双面同时施焊的方式对环缝根部进行焊接，具体操作如下：首先采用位于环缝正面一侧的主焊枪3在环缝根部以高频引弧方式引弧，待电弧稳定、熔池圆润后即开始移动主焊枪3进行焊接，当见到环缝反面一侧的钢板发红时，位于环缝反面一侧的副焊枪4在环缝的反面偏后于主焊枪3设计距离的位置处引弧，并以与主焊枪3相同的焊接速度沿着主焊枪3的焊接方向B开始与主焊枪3同时焊接，前述的设计距离通常为5mm左右；焊接过程中，主、副焊枪同时对同一熔池进行加热，主焊枪3填焊丝焊接，副焊枪4不填焊丝焊接或少量填焊丝焊接,即要求以主焊枪3完成主要的焊接工作，以副焊枪4辅助主焊枪3焊接以保证环缝反面的成型效果；当环缝反面成型较差，凹陷较深时，此时副焊枪4需要采用少量填焊丝焊接，以减小凹陷深度，保证环缝的反面成型，当环缝反面成型良好时，副焊枪4就采用不填焊丝焊接。对环缝根部的焊接采用手工TIG焊，专利技术人经过多次调试后选取的焊接参数是：主焊枪3和副焊枪4与筒节1之间的锐角β为80～85°，焊丝5与筒节1之间的锐角γ为15～20°，主、副焊枪均采用直流电源，主焊枪3电流为80～85A，副焊枪4电流为70～75A，主、副焊枪的焊接速度基本同步并控制在80～90mm/min。在对环缝根部进行焊接时使用左焊法，且采用的焊接顺序为分段对称间断焊，即将整条环缝沿本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法, 包括以下步骤：（1）将对接环缝两侧直径大于3000mm、壁厚小于6mm的筒节（1）的端部加工成坡口；（2）将加工好的坡口按照设计装配间隙d和设计错边量装配好；（3）将坡口点焊固定；其特征在于：（4）然后采用双面同时施焊的方式对环缝根部进行焊接，具体包括以下操作：首先采用位于环缝正面一侧的主焊枪（3）在环缝根部以高频引弧方式引弧，待电弧稳定、熔池圆润后开始移动主焊枪（3）进行焊接，当见到环缝反面一侧的钢板发红时，位于环缝反面一侧的副焊枪（4）在环缝的反面偏后于主焊枪（3）约5mm的位置处引弧，并以与主焊枪（3）相同的焊接速度沿着主焊枪（3）的焊接方向B开始与主焊枪（3）同时焊接，焊接过程中，主焊枪（3）填丝焊接，副焊枪（4）不填丝焊接或少量填丝焊接，主、副焊枪同时对同一熔池进行加热。

【技术特征摘要】
1.一种用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法,包括以下步骤：（1）将对接环缝两侧直径大于3000mm、壁厚小于6mm的筒节（1）的端部加工成坡口；（2）将加工好的坡口按照设计装配间隙d和设计错边量装配好；（3）将坡口点焊固定；其特征在于：（4）然后采用双面同时施焊的方式对环缝根部进行焊接，具体包括以下操作：首先采用位于环缝正面一侧的主焊枪（3）在环缝根部以高频引弧方式引弧，待电弧稳定、熔池圆润后开始移动主焊枪（3）进行焊接，当见到环缝反面一侧的钢板发红时，位于环缝反面一侧的副焊枪（4）在环缝的反面偏后于主焊枪（3）约5mm的位置处引弧，并以与主焊枪（3）相同的焊接速度沿着主焊枪（3）的焊接方向B开始与主焊枪（3）同时焊接，焊接过程中，主焊枪（3）填丝焊接，副焊枪（4）不填丝焊接或少量填丝焊接，主、副焊枪同时对同一熔池进行加热。2.根据权利要求1所述的用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法,其特征在于：还包括以下步骤：（5）对环缝进行填充焊。3.根据权利要求2所述的用于大直径薄壁不锈钢筒体工件环缝的TIG焊方法,其特征在于：所述步骤（1）中的坡口为V形内坡口（2），且单...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖国平，赵治军，郑伟，
申请(专利权)人：东方电气集团东方锅炉股份有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51