[发明专利]一种高压锅炉管道的闪光对焊工艺方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接工艺方法，特别是涉及了一种高压锅炉管道的闪光对焊工艺方法。

背景技术

在高压锅炉管道对接施工中，目前主要采用的焊接方法是“氩弧焊+气护焊”。该方法焊接高压锅炉大直径大壁厚管道时，要求管子全周对口均匀；坡口型式需采用复合型或Ｕ型坡口，增加了焊接施工程序，生产效率低，生产成本高。然而，先进的闪光对焊技术对管道坡口要求很低，且不需要焊材即可一次焊接成型，焊接时间短，生产效率高，大大降低生产成本。

在国外尤其是前苏联，闪光对焊技术广泛用于油气运输管道焊接，所焊管道直径为Φ1420m，壁厚为20mm，焊接时间只需约5min。国内在20世纪90年代，初步研究低压锅炉钢管连续闪光焊接，针对的管道规格为Φ32mm x 3mm（12CrMoV钢）和Φ51mm x 3mm（10号碳素钢），焊接时间只需要几秒钟。这表明闪光对接技术的焊接效率远远高于半自动气体保护焊方法，生产效率非常高，对管道建设具有重要意义。然而，闪光焊接工艺参数包括伸出长度、闪光留量、顶锻留量、闪光电流、闪光速度、顶锻速度、顶锻压力、夹紧压力、二次空载电压等，参数复杂而多变，每更换一次材料或者对接截面积发生变化，其焊接工艺参数都需要重新选择和优化。上述公开的管道闪光焊接工艺要么针对油气长输大直径大壁厚管道，要么针对低压锅炉小直径薄壁管道，不能用于大容量高压锅炉采用的直径为Φ219mm，壁厚为14～16mm的20号碳素钢管道闪光对焊，其工艺需要重新开发，但目前尚未见到相关报道。随着锅炉容量越来越大，压力越来越高，其对大直径大壁厚管道的需求量也越来越大，因此，开发相应的闪光焊工艺必将有广泛的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种适用于焊接高压锅炉用直径为219mm、厚度为14～16mm的管道，能有效降低生产成本，满足锅炉大容量、高质量快速发展需求的高压锅炉管道的闪光对焊工艺方法。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明所述的高压锅炉管道的闪光对焊工艺方法，所焊管道的材料为20号碳素钢，直径为219mm，壁厚为14～16mm，其特点是该焊接工艺包括如下步骤：A）对两待焊管道进行焊前处理；B）管道装夹；C）焊接工艺参数设定；D）闪光；E）顶锻；F）保压；G）焊缝毛刺清除；其中，焊接工艺参数设定为：各待焊管道伸出长度L₁为75～85mm，闪光留量为21～24mm，顶锻留量为4～7.5mm，闪光初始速度为0.16～0.30mm/s，闪光终止速度为1.15～1.55mm/s，闪光电流为4.8kA～7.2kA，顶锻速度为30～35mm/s，顶锻力为9.5～11MPa，带电顶锻时间为0.1～0.5s，夹紧力为11～12MPa，二次电压为6～7V，焊接时间为185～230s。

其中，上述各待焊管道焊前处理的工艺包括：对各待焊管道的待焊端面开坡口角度a为10^o±2^o；对各待焊管道的外圆面进行打磨，打磨长度L₂为从坡口的外缘处沿管道轴向向外打磨300mm以上。

上述管道装夹的工艺包括：两待焊管道的待焊端面平行间隙b₁为1～2mm；两待焊管道的内壁错位间隙 b₂＜1mm。

上述焊缝毛刺清除是在焊接后立即采用推刀机械去除焊缝外部毛刺，并采用等离子清渣技术清除焊缝内部毛刺，保证焊缝内外余高不超过1.5mm。

本发明与现有技术相比，具有如下显著的效果：