一种单弧双丝管道焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种单弧双丝管道焊接方法，属于油气管道焊接技术领域。所述方法包括：对待焊接的两管道的管端分别进行坡口加工，并通过管道内对口器实现对两管道坡口处的对口；设置单弧双丝管道全位置自动焊机的焊接工作参数；将待焊管口预热至50℃以上，利用单弧双丝管道全位置自动焊机对待焊管口，由内至外分别进行根焊、热焊、填充焊和盖面焊，直至焊缝的圆周表面不低于管道外壁表面；填充焊有多层，每层的填充焊接高度不小于4mm。本发明专利技术提供的单弧双丝管道焊接方法，可以有效地提高大口径厚壁管道的焊接效率，并且具有焊接熔敷率大、焊接速度快、热输入量小、热影响区稳定及焊缝力学性能高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及油气管道焊接
，特别涉及。
技术介绍
随着长输油气管道大口径、大壁厚方向的持续发展及对施工效率的日益追求，业内对高效焊接技术的需求愈来愈迫切。为提高管道施工效率，多种形式的自动焊机及焊接工艺如雨后春笋般涌现，虽然这些焊接技术在焊接速度上有了大幅度提升，但由于难以在焊层厚度上有所突破，致使焊接效率的提升空间 有相当程度的局限性。因此，如何从根本上提高管道的焊接效率已成为管道施工建设中亟待解决的技术难题。
技术实现思路
为了解决现有大口径厚壁管道焊接工艺中焊层厚度限制所导致的焊接效率低等问题，本专利技术提供了，所述方法包括对待焊接的两管道的管端分别进行坡口加工，并通过管道内对口器实现对两管道坡口处的对口 ；设置单弧双丝管道全位置自动焊机的焊接工作参数；将待焊管口预热至50°C以上，利用所述单弧双丝管道全位置自动焊机对所述待焊管口，由内至外分别进行根焊、热焊、填充焊和盖面焊，直至焊缝的圆周表面不低于管道外壁表面；所述填充焊有多层，每层的填充焊接高度不小于4mm。所述两管道对口处的坡口形状为窄间隙“U”型。所述单弧双丝管道全位置自动焊机的焊接工作参数包括焊接电压为23 25V，焊接电流为200 230A，焊丝直径①为I. Omm,焊接速度为80 100cm/min，混合气体保护气的体积百分比为C02/Ar = 60 80/40 20。所述“U”型坡口的参数包括坡口角度A为5 7度，坡口宽度w为5 7mm，倒角角度B为60度，倒角高度h为0. 4 0. 6mm,圆弧半径R为3. 2mm,圆弧过渡宽度q = 0. Imm,钝边高度e为I. 3 I. 7mm，管口组对错边量c彡I. 5mm。本专利技术提供的单弧双丝管道焊接方法，可以有效地提高大口径厚壁管道的焊接效率，并且具有焊接熔敷率大、焊接速度快、热输入量小、热影响区稳定及焊缝力学性能高等优点。附图说明图I是本专利技术实施例单弧双丝管道焊接的管道坡口剖视图；图2是本专利技术实施例单弧双丝管道焊接的对口管道坡口剖视图；图3是本专利技术实施例单弧双丝管道焊接的对口管道错边量示意图；图4是现有传统全位置管道焊接的管道坡口填充量示意图；图5是本专利技术实施例单弧双丝管道焊接的管道坡口填充量示意图；图6是现有传统全位置管道焊接的管道坡口层焊高度示意图；图7是本专利技术实施例单弧双丝管道焊接的管道坡口层焊高度示意图。具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本专利技术技术方案作进一步描述。本专利技术实施例提供的单弧双丝管道焊接方法，可以增大管道单层焊接厚度，从而有效地提高了大口径厚壁管道的焊接效率，并且具有焊接熔敷率大、焊接速度快、热输入量小、热影响区稳定及焊缝力学性能高等优点，能够同时解决未焊透、焊道不连续及咬边等焊接缺陷，保证了焊接质量。本专利技术实施例使用该单弧双丝管道焊接工艺，以解决现有全位置自动焊工艺中出现的焊缝未熔合、夹渣及气孔等缺陷。本实施例的单弧双丝管道焊接工艺适用于壁厚为14. 2 32mm、直径O为813mm 1422mm、钢级彡X70的油气管道。下面以两 根符合上述尺寸的大口径油气管道I和2，一台带铜衬内对口器以及一台单弧双丝全位置自动焊机(包含2个焊接小车)为例，来详细阐述本专利技术的具体实施方案，包括以下步骤步骤101，对待焊接的大口径油气管道I和2的管端分别进行坡口加工，并通过带铜衬的管道内对口器实现两管道坡口处的无间隙对口，对口管道I和2的错边量c ( I. 5mm，如图I至3所示。单弧双丝全位置自动焊接工艺要求管道对口无间隙，且对口后坡口宽度w为5 7mm ;单弧双丝自动焊接过程中熔池较大，为使焊接时熔渣易浮出，采用尺寸稍大的圆弧过渡，经反复试验，选定圆弧半径为R = 3. 2_ ;结合单弧双丝自动焊机的特点及目前全位置焊接工艺常用的坡口角度，经试验选定坡口角度A为5 7度，与选定的半径为3. 2mm的圆弧相切；为使焊接时熔液能更好地熔透钝边部分及易成型，在圆弧与钝边的交界处设定一水平过渡段，其宽度q为0. 1_ ;单弧双丝自动焊具有宽熔池及深熔性，为使钝边很好地被熔透以实现管道内面的焊缝成型，经试验确定钝边高度e为I. 3 I.7mm ;为了很好地实现管道内面的焊缝成型，在管道内壁管口处设置倒角，倒角角度B为60度，倒角高度h为0. 4 0. 6mm。图I中示出的坡口在保证坡口角度与管道无间隙组对坡口宽度在给定的尺寸范围内、坡口直线段与圆弧相切的前提下，钝边与圆弧的某一位置相接，且相接处设定水平过渡段，故而该坡口的圆弧段小于1/4圆。由图2可以看出，两管道对口处的坡口形状为窄间隙“U”型，这种“U”型坡口特别适用于单弧双丝全位置自动焊接技术，并且与目前全位置自动焊接普遍采用的坡口形式相比，焊接坡口所需的填充容积有所减少，从而缩短了焊接所需时间，提高了管道环焊缝日焊接的效率。步骤102，设置单弧双丝管道全位置自动焊机的焊接工作参数。焊接工作参数包括焊接电压为23 25V，焊接电流为200 230A，焊丝直径O为I. 0mm，焊接速度为80 100cm/min,混合气体保护气的体积百分比为C02/Ar = 60 80/40 20。在焊接过程中，单弧双丝管道全位置自动焊机所使用的混合保护气体可以但不限于是CO2和Ar，还可以使用其他保护气体，例如CO2和02。通常情况下，为了使钝边更好的熔透以达到管道内焊缝最佳的成型效果，可使用较大的焊接电流及CO2所占比例较大的混合气体保护气。在本实施例中，单弧双丝管道全位置自动焊机配备4台专用焊接电源。步骤103，将管道I和管道2的管口预热至50°C以上，利用单弧双丝管道全位置自动焊机对“U”型坡口，由内至外分别进行根焊、热焊、填充焊和盖面焊，直至“U”型坡口处的圆周表面不低于管道外壁表面。如图7所示，在设置好单弧双丝管道全位置自动焊机的工作参数后，就可对组对后的管道1、2进行根焊3，待单弧双丝全位置管道自动焊机沿管道圆周焊接一周后停止，根焊成型后对其清根，确保清根质量；根焊完毕后，继而按顺序进行热焊4、填充焊5和盖面焊6，焊前均先按照不同焊层设定的工艺参数进行焊接参数的设置，并且焊后均应清渣，以求良好的焊接效果。其中，根焊、热焊、填充焊和盖面焊的焊接参数均为焊接电压为23 25V，焊接电流为200 230A，焊丝直径①为I. 0mm，焊接速度为80 100cm/min，混合气体保护气的体积百分比为C02/Ar = 60 80/40 20。焊接小车上的焊枪的调整范围上下调整、左右调整均为±50mm，角度调整为0 10度。在整个焊接过程中，单弧双丝管道全位置自动焊机的焊接参数控制系统对焊点分布值时时测控，并经过分段插值计算对焊接速度作适时调整，以使焊接效果更佳；焊接速度由根焊至盖面焊逐渐变慢，因为根焊处坡口窄、需要的填充量小，所以焊接速度可适当调快；而由热焊至盖面焊，坡口宽度逐渐增大，填充量亦相对增大，为保证良好的填充效果，焊接速度应根据具体情况与要求适当减慢。由图4和图5可以看出，窄间隙“U”型坡口与传统坡口相比，其坡口角度A< A’、坡口宽度W < W’、钝边厚度e > e’，故而，窄间隙“U”型坡口的填充体积小于传统坡口的填充体积，可有效提高焊接效率。由图6和图7可以看出，传统全位置管道焊接工艺中每层的填充本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张毅，杜长春，胡立新，马志峰，王长江，刘然，肖健，丰兆安，靳海成，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团公司，中国石油天然气管道局，
类型：发明
国别省市：