钢制管焊接的焊口结构制造技术

本发明专利技术提供一种钢制管焊接的焊口结构，包括钢板、对称的Ｘ型坡口；该Ｘ型坡口是设在钢板两对应焊接处，由钢板两对应焊接处分别设置的１／２Ｘ型坡口对接构成，坡口对接处为钝边，两钝边之间的间隙为根部间隙，坡口夹角的角度为６０度±５度，钝边中点至钢板表面的距离为钢板厚度的１／２；其改进之处在于，钝边厚度为３至５毫米；根部间隙为０至１毫米；该焊口结构设计合理，可减少焊接工序，节省焊接材料，提高焊接效率和质量，降低焊接成本，且优化工作环境，保证作业人员的身体健康。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及焊接的焊口，尤其涉及一种用于海洋工程中导管架与组块建 造焊接工程中钢制管焊接工序中，能够减少焊接工序，节省焊接材料，降低 成本，提高焊接质量和作业效率的钢制管焊接的焊口结构。
技术介绍
钢管巻制是很多工程中常用的一项作业， 一般直径为406毫米以上的钢 管都采用钢管巻制和接长，因此，各种工程中钢管巻制和接长的工作量很大， 而且钢管巻制和接长的质量以及效率都会直接影响到工程的质量。比如，在 海洋工程中，钢管巻制和接长要占到整个导管架建造工作量的40%左右，占 组块建造工作量的15%左右。而且在海洋工程中，钢管巻制和接长是整体结 构建造的第一步，它的工作效率和质量直接影响到整个海洋工程中钢结构的 建造进度和质量。钢管巻制和接长主要是通过焊接工艺完成。焊接工艺包括焊接的焊口结 构的设计和焊接参数的设定。现有钢制管焊接的焊口结构，如图1所示，包 括钢板、对称的X型坡口；该X型坡口是设在钢板两对应焊接处，由钢板两 对应焊接处分别设置的1/2X型坡口对接构成，坡口对接处为钝边2，两钝边 2之间的间隙为根部间隙3，坡口夹角1的角度为60度±5度，钝边2中点至 钢板表面的距离为钢板厚度的1/2，其钝边厚度为1至2毫米，根部间隙3为 2至4毫米。这种焊接的焊口结构设计不尽合理，其钝边长度设置较小，钝边 中点至钢板表面的距离4为钢板厚度的1/2，导致坡口面积较大，致使产生焊 材耗费量大；另外，由于根部间隙设置较大，使焊接工序较多，需要包括坡 口内侧封底、内侧2.4毫米直径焊丝埋弧焊、内侧4.0毫米直径焊丝埋弧焊， 坡口外侧清根和打磨以及外侧4. 0毫米直径焊丝埋弧焊等步骤，由于步骤多， 因此繁琐且工作效率低下，焊接过程中容易出现焊接正面时坡口烧穿，焊接 反面时钝边未焊透的现象，从而影响焊接质量；再者，因根部间隙设置较大， 封底焊道需要进行气刨清除，造成焊接材料的浪费，而且气刨后，刨槽角度较小，焊后清渣比较困难；还有，气刨时噪音很大，同时会产生大量烟尘，工作环境较差，影响作业人员的身体健康。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有产品存在的上述缺点，而提供一种钢制 管焊接的焊口结构，其焊口结构设计合理，可减少焊接工序，节省焊接材料， 提高焊接效率和质量，降低焊接成本，且优化工作环境，保证作业人员的身 体健康。本专利技术的目的是由以下技术方案实现的。本专利技术钢制管焊接的焊口结构，包括钢板、对称的X型坡口；该X型坡口是设在钢板两对应焊接处，由钢板两对应焊接处分别设置的1/2 X型坡口对接构成，坡口对接处为钝边，两钝边之间的间隙为根部间隙，坡口夹角的角度为60度±5度，钝边中点至钢板表面的距离为钢板厚度的1/2;其特征 在于，所述钝边厚度为3至5毫米；所述根部间隙为0至1毫米。本专利技术钢制管焊接的焊口结构的有益效果在于，该钢制管焊接的焊口结 构设计合理，可以减少焊接工序，仅需在钢板正反两面的坡口内进行埋弧焊即可，省去现有技术中坡口内侧封底、内侧2.4毫米直径焊丝埋弧焊、坡口 外侧清根和打磨等步骤，节省工时和气源，降低生产成本，使焊接效率提升 49%左右，且优化工作环境，保证作业人员的身体健康；再有，由于坡口面 积的减少以及根部间隙的縮小，因此可以有效减少焊接材料的使用量，能够 节省焊接材料在35%左右。 附图说明图1为现有钢制管焊接的焊口结构示意图。 图2为本专利技术钢制管焊接的焊口结构示意图。图中主要标号说明l坡口夹角、2钝边、3根部间隙、4钝边中点至钢 板表面的距离、A钢板正面、B钢板反面。 具体实施例方式参阅图2所示，本专利技术钢制管焊接的焊口结构，包括钢板、对称的X型 坡口；该X型坡口是设在钢板两对应焊接处，由钢板两对应焊接处分别设置 的1/2X型坡口对接构成，坡口对接处为钝边2，两钝边2之间的间隙为根部间隙3，坡口夹角1的角度为60度±5度，钝边2中点至钢板表面的距离为 钢板厚度的l/2;其改进之处在于，钝边2厚度为3至5毫米，根部间隙3为 0至1毫米。本专利技术钢制管焊接的焊口结构，其坡口根部间隙縮小到0至1毫米，钝 边厚度增加到3至5毫米，这样焊接坡口的面积和现有钢制管焊接坡口面积 相比，可以减小30%左右。由于坡口面积的减少以及根部间隙的縮小，因此 可以减少焊接材料的使用量，节省焊接材料在35%左右，减少焊接工序，仅 需钢板正反两面的坡口内进行埋弧焊即可，省去现有技术中坡口内侧封底、 内侧2.4毫米直径焊丝埋弧焊、坡口外侧清根和打磨等步骤，节省工时和气 源，降低生产成本，使焊接效率提升49%左右。本专利技术的钢制管焊接的焊口结构，还能够避免在焊接正面时烧穿坡口 ， 焊接反面，能够将钝边熔透，确保不出现未焊透现象，提高焊接质量，使焊 接部的低温冲击值能够达到34J(-40°C)。 实施例1:选择10毫米厚的钢板(或者给出钢板型号)，巻制成管状体，然后将钢 板的对应焊接处分别设置成1/2X型的坡口，坡口对接处的钝边2的厚度设为 5毫米，坡口夹角1的角度为60度，根部间隙3设为1毫米，钝边中点至钢板 表面的距离为5毫米。焊接时，采用直径为4毫米的焊丝在钢板正面A的坡 口内进行埋弧焊，然后，用同样的直径为4毫米的焊丝在钢板反面B的坡口 内进行埋弧焊，即可完成焊接工作。焊接部经工艺评定实验，符合中国船级 社规定标准，其机械性能满足海洋工程钢结构机械性能要求，达到低温冲击 温度-40。C的规范。 实施例2:在对管径为1710毫米，壁厚为32毫米的钢管进行接长焊接，在钢管的 对应悍接处分别设置成1/2X型的坡口，坡口对接处的钝边的厚度设为4毫米， 坡口夹角的角度为60度，根部间隙设为0.5毫米，钝边中点至钢板表面的距 离为16毫米。焊接时，采用直径为4毫米的焊丝在钢管正面A的坡口内进行 埋弧焊，然后，用同样的直径为4毫米的焊丝在钢管反面B的坡口内进行埋 弧焊，即可完成对接焊接工作，焊接时间为152分钟。实验效果对比，采用传统焊接焊口结构对实施例2选用的钢管进行接长 焊接，因为焊接工序步骤多，需要时间245分钟；再有，传统焊接焊口结构 的钝边小，根部间隙大，所以坡口面积比本专利技术焊接焊口结构的坡口面积大， 根部间隙也大，经实验比较，本专利技术大钝边钢制管焊接焊口的新结构与传统 钢制管焊接的焊口结构相比较，可以节约焊接材料35%左右，有效降低成本。本专利技术钢制管焊接的焊口新结构的优点是，可以在钢板的外侧面和内侧 面全部采用埋弧焊，同时减少了气刨工序，因此与传统工艺相比较，可以节 省40%以上的时间；比如，对32毫米壁厚的钢管，进行3米纵缝的焊接，若 采用传统焊接焊口结构需要时间136分钟，而采用本专利技术的大钝边钢制管焊 接的焊口新结构只需要80分钟，可以节约56分钟，再包括节约的吊管转运 时间20分钟，焊接效率可以提高49%左右。另外，由于本专利技术坡口面积的减 少，该钢制管焊接的焊口新结构可以大大减少焊接材料的消耗，大钝边钢制 管焊接的焊口新结构与传统钢制管焊接的焊口结构相比，可以节约焊接材料 35%左右。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上 的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等 同变化与修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。权利要求1、一种钢制管焊接的焊口结构，包括钢板、对称的X型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢制管焊接的焊口结构，包括钢板、对称的Ｘ型坡口；该Ｘ型坡口是设在钢板两对应焊接处，由钢板两对应焊接处分别设置的１／２Ｘ型坡口对接构成，坡口对接处为钝边，两钝边之间的间隙为根部间隙，坡口夹角的角度为６０度±５度，钝边中点至钢板表面的距离为钢板厚度的１／２；其特征在于，所述钝边厚度为３至５毫米；所述根部间隙为０至１毫米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李文堃，杨炳发，李凡，汪春标，曹军，韩明程，靳伟亮，陈英，肖东，
申请(专利权)人：中国海洋石油总公司，海洋石油工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]