[发明专利]一种厚壁管窄坡口自动打底焊接工艺方法及焊接机头

说明书

本发明公开了一种厚壁管窄坡口自动打底焊接工艺方法及机头装置，从厚壁管道入手，选定壁厚研究范围20～60mm，重点针对双V坡口和U形坡口，基于不同标准对厚壁管件的坡口规范拟定窄坡口的形式和尺寸；同时根据窄坡口的定义形式，设计自动焊设备厚壁管窄坡口新型TIG焊接机头。本发明的TIG焊接机头的设计发明主要包括导丝管专用夹持装置和加长扁平陶瓷喷嘴两个部分，保证了导丝通畅性，及此焊接机头对窄坡口打底焊的适用性。本发明能够适应20～60mm厚壁管的自动打底焊接，且满足焊接工艺要求，减少厚壁管焊接时的焊缝金属填充量，提高焊接效率，降低管道生产成本，实现厚壁管焊接质量和效率的双提升。

技术领域

本发明属于管道自动焊技术领域，特别涉及一种厚壁管窄坡口自动打底焊接工艺方法及机头装置。

背景技术

在石油、火电厂、核电站、发电设备制造等行业中，存在大量的厚壁管道和相关部件的焊接，且规格众多，常规采用TIG、SAW、MIG/MAG和手工焊的方式来进行焊接。但是传统的焊接方式坡口角度的较大，填充的金属量较多，造成了耗材一定性的浪费，管道生产成本昂贵。

氩弧焊(TIG)工艺方法是一种电弧燃烧稳定、操作、观察方便的高质量焊接技术，常常使用在管道的自动打底焊接中，效率高，质量好。然而受普通焊枪尺寸限制，焊接机头难以进入厚壁管窄坡口底部中，无法实施厚壁管窄坡口的自动打底焊接。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的缺点，提供一种厚壁管窄坡口自动打底焊接工艺方法及机头装置，解决行业上管道自动焊普通焊枪打底焊接时受坡口、焊接机头尺寸限制，难以进入厚壁管坡口底部，不能实现厚壁管窄坡口自动打底焊接，影响焊接质量和效率的问题，减少厚壁管焊接时的焊缝金属填充量，提高焊接效率，降低管道生产成本，实现厚壁管焊接质量和效率的双提升。

为了解决以上技术问题，本发明提供一种厚壁管窄坡口自动打底焊接工艺方法，包括如下步骤：

①选定厚壁管道壁厚研究范围20～60mm，针对双V坡口和U形坡口，基于不同标准对厚壁管件的坡口规范拟定窄坡口的形式和尺寸；

②根据拟定的窄坡口形式和尺寸，设计厚壁管窄坡口自动打底焊接TIG焊接机头；

③采用机械加工方法将待焊接的管件切断，按拟定的窄坡口形式和尺寸对管件进行坡口，并对管件坡口附近进行除锈、除油及除污；

④选取与母材匹配的焊材，包括干燥、无油、无锈的厚壁管焊丝；

⑤采用管子旋转焊接机头位置不变的1G工艺方法，单丝多层多道焊接，管件组对时采用手工氩弧定位焊。

优选地，厚壁管道窄坡口拟定尺寸如下：双V型坡口的坡口角度为37±2.5°，坡口面角度为10±2.5°，大角度的高度为12±2mm；U型坡口的坡口角度为20±2.5°，圆角半径为5mm；两种类型坡口的坡口间隙为2-2.4mm，钝边厚度为1.6±0.8mm，错边量为≤1.5mm。

本发明还提供一种厚壁管窄坡口自动打底焊接机头，包括焊枪、导丝管和喷嘴，其特征在于：

导丝管通过导丝管专用夹持装置与焊枪连接，所述导丝管专用夹持装置包括夹块、调节块、支架、连接架及导丝管固定块，所述夹块：上端与焊枪连接，所述调节块与夹块连接，能相对夹块上下移动；的夹块及调节块，通过六角螺栓及蝶形螺母衔接固定；中部的两个连接支架所述支架连接在调节块的末端，连接架与支架转动连接，导丝管固定块一端与连接架转动连接，另一端用于固定导丝铜管，导丝铜管末端连接导丝嘴，导丝嘴末端连接喷嘴。本发明与现有技术相比具的有益效果为：