[发明专利]一种大口径铝合金管道无衬垫钨极氩弧单面焊双面成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属材料的焊接方法，尤其是一种用于大口径铝合金管道的钨极氩弧焊接方法。

背景技术

在石油化工的制氧、制氮、合成氨工程及火力发电厂大型电站锅炉安装工程中，铝合金管道的焊接是关键技术之一。传统的焊接工艺方法有二种，一是在大口径铝合金管道内部增加衬垫，视管径大小，将衬垫分为3～4等分，衬垫中心开一个U型槽，焊完之后再将衬垫打掉取出，而在安装高空长距离管道组焊时，则衬垫无法取出。二是不取出衬垫，衬垫中心不开槽，整体安放在管子内部，管子组对时，将对口间隙放大为8～10mm。以上二种传统方法只是降低了焊接难度，虽然坡口正面成为焊缝，但由于背面衬垫的存在，无法形成焊缝，又因衬垫的余量部分并未与管子焊接为一体，产生的夹层影响了管道使用寿命，既浪费材料又增加了流体的阻力。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种可以取消管内衬垫的大口径铝合金管道钨极氩弧单面焊双面成型方法，以便减少施工工序，降低焊接成本，提高焊缝质量。

本发明的一种大口径铝合金管道无衬垫钨极氩弧单面焊双面成型方法，包括：坡口角度、间隙组对；钨极打磨；焊前清理；焊接工艺参数调整；点固焊；打底层、填充层、盖面层的焊接。焊接工艺参数调整为：管道厚度≥8mm、焊层3～6、钨极直径4～5mm、焊接电流225～325A、焊丝直径Φ3.2～4mm、氩气流量14～19L/min、喷嘴规格Φ13～15mm、交流偏置比例-4％～-9％、清理比例-15％～-19％、交流频率87～91Hz、延气时间0.1～0.4S、起弧电流18～22A、衰减时间0.1～0.4S、预热温度80～150℃。水平固定管子采用钟点数标记位置，焊接顺序分左右半圈，每半圈均包括仰焊、立焊和平焊，在仰焊6点钟附近5～10mm处起焊，经立焊，最终至平焊12点结束前半圈；后半圈开始焊接前，将接头处磨成斜坡，接头处与前半圈焊接所形成的焊缝重叠3～5mm，由仰焊6点处起焊，经立焊，最终至平焊12点结束，采用连续送丝法施焊。

本发明按JB/T4730.2-2005《承压设备无损检测》标准要求，管子进行外观检查和100％RT射线探伤。外观检查：焊缝表面无气孔、无裂纹、无未焊透，咬边深度≤0.5mm，咬边长度0～15mm，焊缝美观，内外成型良好。X射线探伤，一次合格率100％，焊缝全部为I级片。另外，由于取消了管内衬垫，减少加衬垫需要的等离子切割、打磨、加工、安装、取出等施工工序，降低工程成本，从而实现了大口径铝合金管道无衬垫单面焊双面成型。

附图说明

图1无衬垫坡口间隙示意图；

图2定位焊示意图；

图3焊枪与焊丝变化示意图。

具体实施方式

本发明的一种大口径铝合金管道无衬垫钨极氩弧单面焊双面成型方法，包括：坡口角度、间隙组对；钨极打磨；焊前清理；焊接工艺参数调整；点固焊；打底层、填充层、盖面层的焊接。水平固定管子采用钟点数标记位置，焊接顺序分左右半圈，每半圈均包括仰焊、立焊和平焊，在仰焊6点钟附近5～10mm处起焊，经立焊，最终至平焊12点结束前半圈；后半圈开始焊接前，将接头处磨成斜坡，接头处与前半圈焊接所形成的焊缝重叠3～5mm，由仰焊6点处起焊，经立焊，最终至平焊12点结束，采用连续送丝法施焊。

1.焊前准备

铝合金管道焊接时，要求焊前严格清除管道中坡口处内外30mm范围内的油污及氧化膜。

1.1 化学清洗(见表1)

表1 化学清洗条件

1.2 机械清理

采用丙酮擦洗管表面，然后用不锈钢钢丝刷清理，要刷到露出金属光泽为止；另外也可采用刮刀清理坡口及其内外壁的方法。

1.3 焊接设备

采用能实现交流脉冲氩弧焊、输出电流在500～630A之间的焊机。

1.4 焊接材料

焊丝：选用与铝合金管道材质相同材质的焊丝。

钨极牌号为WCe-20  ф4～ф5mm

1.5 钨极打磨

交流钨极氩弧焊焊接铝合金时，钨极打磨时应呈球状形。

1.6 焊接工艺参数调整

焊接工艺参数调整见表2

表2 大口径铝合金管道(Φ219～Φ1070mm)焊接工艺参数