[发明专利]短段逆向顶压焊接方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种利用焊接变形，对带压的压力容器和高压管路的一种短段逆向顶压焊接方法。

技术背景：

对于压力容器和大型设备的高压管路，经常会发生泄压漏水现象。目前常用的处理方法一般采用更换管道或停机修复，这种方法待机时间长，影响生产，只有带压修复或不停机修复，才能更好满足生产，减小停机损失。

发明内容：

本发明采用逆向(反方向)短段焊接就是使焊接电弧避开泄漏处的压力介质，电弧能够正常燃烧，实现带压力焊接，以解决压力容器或高压管路在工作状态下的修复问题。

本发明是由以下技术方案实现的：

一种短段逆向顶压焊接方法，包括以下步骤：

对于平焊和横焊，先在裂缝的一端未损坏的工件金属上，按与裂缝长度相同的方向顺向焊接一段约60～80mm长的一段焊缝A，焊缝A的末端收在裂缝的端头或尽可能端头附近，待焊缝A冷却后，从距焊缝A末端15～30mm处的裂缝上开始起弧，沿焊缝逆向回焊到焊缝A的末端并继续焊接与焊缝A的末端形成一段重叠从而形成焊缝B，待焊缝B冷却后，从距焊缝B起弧处15～30mm处的裂缝上开始起弧，沿焊缝逆向回焊到焊缝B的起弧处并继续焊接与焊缝B的起弧处形成一段重叠从而形成焊缝C，依上述方法，反复操作，直到将整个焊缝焊合；也可依此方法，从焊缝两端开始，在一端焊完一段后，立即在另一端焊接，后一段焊完，前一段焊缝就已经冷却，这样交替进行，将整个焊缝焊合。

对于立焊，依上述方法从焊缝上部开始施焊，逐段向下进行。

工件厚度＜5mm时，采取接触法引弧，工件厚度≥5mm时，也可以用划弧法引弧，两种方法弧长都保持在2～3mm。

当管路、容器内压力低于1MPa时，焊条应垂直于工件；当管路、容器内压力高于或等于1MPa时，焊条与裂缝纵向成70°～80°的角度，与裂缝横向垂直，焊接时，焊条沿裂缝做直线运动或稍有横向摆动。

熔深可在工件厚度的38％～42％。

空气、蒸汽管路或容器带压力焊接时，焊接电流比正常情况下焊接相同工件时大30～40A，采暖或工业用水管路带压力焊接时，焊接电流应比正常情况下焊接相同工件大50～60A。

工件厚度＞12mm时，用短段逆向顶压焊接法将裂缝焊合后，按正常的焊接方法对焊缝进行多层多道焊接。焊接第二层以上焊缝时，运条做横向摆动，控制焊缝余高，防止形成焊缝过高过陡现象。

本发明利用焊缝及其热影响区收缩产生的应力，使焊缝间隙局部收严这一原理，实现对带压的压力容器和高压管路的裂纹进行补焊修复，是一种有效利用焊接变形的方法。

附图说明：

图1为试板焊前示意图；

图2为试板焊后示意图；

图3为试板交叠焊前示意图；

图4为试板交叠焊后示意图；

图5为焊件横向收缩和纵向收缩示意图；

图6为焊缝的收缩和焊接示意图；

图7为立焊缝焊接示意图；

图8为引弧、运条和收弧示意图。

具体实施方式：

在通常情况下，两块平板在自由状态下对焊时，焊接前应使试样的对缝间隙张开一定的角度(图1)。随着焊接的进行张开的角度逐渐缩小，焊完后就能得到标准的试样(图2)。否则，如果两块平板平行放置(图3)，则焊接中就会产生两块板交叠的现象(图4)，使焊接无法继续进行。

焊缝及其热影响区收缩产生的应力，使热影响区金属发生收缩，形成焊接间隙缝逐渐收严。实验证明：收缩量表现为两个方向，即横向收缩和纵向收缩(图5)。

利用焊缝及其热影响区收缩产生的应力，使焊缝间隙局部收严这一原理，实现对带压的压力容器和高压管路的裂纹进行补焊修复。由于带压的压力容器和高压管路的裂缝两边金属裂开前是一个整体，裂开过程中一般不出现缺陷，两边的变形相近，因此，在较大的焊接应力作用下，完全可以达到局部收严的效果。在收严的部位，使压力介质无法泄漏，形成裂纹收严一段，焊接一段；焊接一段，再收严一段，反复收严和焊接，直至全部焊缝焊合无泄漏。可见，短段逆向顶压力焊接法，是一种有效利用焊接变形的方法。