一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法技术

本发明专利技术提出的是焊接领域的一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法。管子端部加热后通过水冷式成型装置将管子端部进行校圆、扩口成型处理，加工焊接坡口后再焊接作业。奥氏体不锈钢管加热温度为250℃～300℃，铁白铜管加热温度为250℃～400℃，参照理论坡口宽度L0选择管子端部的加热长度L1；采用水冷式成型装置进行校圆、扩口成型处理，参照管子的公称直径D0、管子的公称厚度δ，选择扩口外径D和扩口深度L；管子端部校圆、扩口成型速度为3mm/min～5mm/min。本发明专利技术对管子端部进行校圆、扩口成型处理，避免管子的内壁错边和管子对接焊缝的“颈缩”现象。适宜作为管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法应用。缝颈缩消除方法应用。缝颈缩消除方法应用。

【技术实现步骤摘要】
一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法


[0001]本专利技术涉及焊接
的管对接焊，特别是涉及一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法。

技术介绍

[0002]船舶系统管道是船舶运行的心脏，在船舶建造过程中非常重要，船舶系统管道的建造质量直接影响到船舶建造质量。系统管道制作及安装焊接又是船舶系统建造的重中之重。
[0003]因其重要性，系统管道对接焊缝一般均设计为全熔透焊缝，以确保焊缝的致密性和稳定性，防止在系统运行过程中出现失效，影响系统运行的安全和稳定。
[0004]系统管道对接焊缝主要同时也是非常严重的焊接缺陷为根部未焊透，根部未焊透会减小焊缝的有效截面积，造成根部焊缝应力集中，引发裂纹产生，严重降低焊接接头的疲劳强度，造成焊缝失效。
[0005]管道装配内壁错边量大是造成根部未焊透的主要原因，因此在管子制作设计过程中，规定管道内壁错变量不得大于管壁厚的10%（0.1δ），最大不得超过1mm。受制造工艺、成本控制的因素影响，管子的椭圆度非常难控制，管子制作完成后普遍存在椭圆度过大的现象，即管子不圆，是导致两侧管子对接装配时内壁错变量的主要原因。
[0006]因系统管道的规格较小，管道内部无法进行焊接施工，故船舶系统管道焊接均在管外侧进行。因焊接收缩特性影响，管子外侧焊接时，由于焊接应力的作用，致使焊接接头产生收缩变形，焊接区域的管径缩小，既产生“颈缩”现象，管子的“颈缩”造成管子焊接接头的内径减小，严重影响系统管道流量，进而影响船舶系统运行。同时管子对接焊缝“径缩”加大了管子对接焊缝的内凸量，导致管内杂质元素大量在内凸部位堆积，且管子焊缝内凸也造成焊缝应力集中，都加速了焊接区的腐蚀，直接影响到系统管子的安全性和稳定性。

技术实现思路

[0007]为了能够解决上述
技术介绍
问题中的至少一项技术问题，本专利技术提供了一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法。该方法通过对管子端部进行圆台式扩口处理，避免了装配时因管子不圆造成的内壁错边；同时借助焊接收缩应力的作用，有效避免了管子对接焊缝的“颈缩”现象，解决管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩的技术问题。
[0008]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法，管子端部加热后通过水冷式成型装置将管子端部进行校圆、扩口成型处理，加工焊接坡口后再焊接作业；包括如下步骤：第一步，采用电加热法对管子端部进行加热，加热温度满足规定要求，其中奥氏体不锈钢管加热温度为250℃～300℃，铁白铜管加热温度为250℃～400℃，参照理论坡口宽度L0选择管子端部的加热长度L1；第二步，采用水冷式成型装置对管子端部进行校圆、扩口成型处理，参照管子的公
称直径D0、管子的公称厚度δ，选择扩口外径D；参照理论坡口宽度L0，选择扩口深度L；第三步，管子端部校圆、扩口成型速度为3mm/min～5mm/min；第四步，管子端部校圆、扩口成型后，水冷式成型装置进行通水冷却，对管子端部进行固形；第五步：采用机械方式加工焊接坡口；第六步：装配前对焊接坡口进行清理；第七步：对管子进行装配定位，定位至少三点，定位焊缝均匀布置；第八步：对装配完成的焊接接头进行打底、填充焊接，对称施焊。
[0009]进一步的，管子端部的加热长度为L1，L1=L0+20mm，其中L0为理论坡口宽度；进一步的，管子端部的扩口外径为D，扩口外径D=D0+kδ，其中D0为管子的公称直径，δ为管子的公称厚度，k为修正系数；其中，管子端部的扩口深度为L，L=L0+3mm，其中L0为理论坡口宽度。
[0010]积极效果：由于本专利技术通过对管子端部进行校圆、扩口成型处理，有效校正了管子端部圆度，避免了装配时因管子不圆造成的内壁错边，提高了装配效率和装配精度；同时借助焊接收缩应力的作用，有效避免了管子对接焊缝的“颈缩”现象，减小焊接残余应力，保持系统管道形状，保证系统管道流量；并且减小了管子对接焊缝的内凸量，减小了管内杂质元素在焊缝内凸位置的堆积，减小了焊缝腐蚀倾向。该焊接方法提高了焊接质量，有效地保证了船舶系统管道运行的安全性和稳定性。适宜作为一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法应用。
附图说明
[0011]图1是管子内壁错边造成焊缝根部未熔合缺陷示意图；图2是管子对接焊缝“颈缩”示意图；图3是水冷式成型装置示意图；图4是水冷式成型装置A
‑
A剖视示意图；图5是管子端部校圆、扩口成形示意图；图6是管子端部校圆、扩口式焊接接头的装配示意图；图7是管子端部校圆、扩口式焊接接头的焊缝示意图；图中：1.管子I；2.管子II；3.焊缝；4.根部未熔合缺陷；5.成型底座；6.成型半圆环；7.固定螺栓；8.冷却水管；9.校圆后管子；10.水冷式成型装置；11.定位焊；12.焊缝。
具体实施方式
[0012]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0013]据图所示，一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法应用，管子端部加热后通过水冷式成型装置10将管子端部进行校圆、扩口成型处理，加工焊接坡口后再焊接作业；避免管子不圆造成的内壁错边；减小焊接残余应力，避免了管子对接焊缝的“颈缩”现象；同时减小了管子对接焊缝的内凸量，避免焊缝腐蚀倾向。
[0014]水冷式成型装置10为挤压式开合模具，包括成型底座5和成型半圆环6；成型底座5为开合下模，在成型底座5下部贯穿有冷却水管8，对管子端部做降温处理；成型底座5上部设置有锥形凸台作为管子端部校圆、扩口成型的内撑；成型半圆环6为开合下模，在成型半圆环6中部设置锥形圆孔，挤压管子端部，其锥形圆孔与成型底座5的锥形凸台的锥度方向平行，装配后相互之间具有间隙，形成挤压空间进行校圆、扩口。
[0015]优选的，所述成型底座5与成型半圆环6通过固定螺栓7锁紧固定。
[0016]作为常规技术的选择，所述成型底座5的锥形凸台的最小直径小于管子I 1或管子II 2的内径，最大直径为扩口外径D，锥形凸台的高度为扩口深度L。
[0017]其中，所述成型半圆环6的锥形圆孔的最小直径大于管子I 1或管子II 2的外径，锥形圆孔的厚度小于成型底座5的锥形凸台的高度。
[0018]实施例1以φ108mm
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10mm 06Cr18Ni11Ti不锈钢管对接焊缝为例，具体说明管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法。
[0019]第一步：采用电加热法对管子端部进行加热，加热温度满足规定要求，其中奥氏体不锈钢管加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法，其特征是：管子端部加热后通过水冷式成型装置（10）将管子端部进行校圆、扩口成型处理，加工焊接坡口后再焊接作业；包括如下步骤：第一步，采用电加热法对管子端部进行加热，加热温度满足规定要求，参照理论坡口宽度L0选择管子端部的加热长度L1；第二步，采用水冷式成型装置（10）对管子端部进行校圆、扩口成型处理，参照管子的公称直径D0、管子的公称厚度δ，选择扩口外径D；参照理论坡口宽度L0，选择扩口深度L；第三步，管子端部校圆、扩口成型速度为3mm/min～5mm/min；第四步，管子端部校圆、扩口成型后，水冷式成型装置进行通水冷却，对管子端部进行固形；第五步：采用机械方式加工焊接坡口；第六步：装配前对焊接坡口进行清理；第七步：对管子进行装配定位，定位至少三点，定位焊缝均匀布置；第八步：对装配完成的焊接接头进行打底、填充焊接，对称施焊。2.根据权利要求1所述的一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法，其特征是：第一步中，管子端部的加热长度为L1，L1=L0+20mm，其中L0为理论坡口宽度。3.根据权利要求1所述的一种管对接焊坡口内错边及焊缝颈缩消除方法，其特征是：第二步中，管子端部的扩口外径为D，扩口外径D=D0+kδ，其中D0为管子的公称直径，δ为管子的公称厚度，k为修正系数；管子端部的扩口深度为L，L=L0+3mm，其中L0为理论坡口宽度。4.根据权利要求1所述的一种管对接焊坡口内错边...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭衍召，韩孝坤，李大用，高峰，郑德阳，魏兴明，巩磊，栾硕，
申请(专利权)人：渤海造船厂集团有限公司，
类型：发明
国别省市：