[发明专利]一种厚壁三通立体曲面坡口焊接工艺

说明书

技术领域

本发明属于电站管件焊接工艺技术领域，特别涉及一种厚壁三通立体曲面坡口焊接工艺，特别适用于主管壁厚大于25mm的三通，可应用于大型火电和核电工程项目。

背景技术

电站高压三通管件是电站管道系统的重要承压和受力部件，直接关系到发电厂的生产安全。常规的焊接三通在制造时，先在母管上人工切割相贯线直孔，之后将支管一端切割马鞍形，再手工打磨坡口，再将母管和支管装配、焊接成型。采用常规的三通主支管坡口切割工艺人为误差大，切割面粗糙且没有坡口，很难达到预期焊接要求，而焊接质量的高低直接影响高压三通管件的力学性能和质量寿命。

但是，目前的焊接三通由于母管直接开口，需要计算相贯线的图形并制做样板，操作人员的工作量比较大，由于人为的因素多，准确性很难保证，给产品带来了质量上的不确定。

另外，由于支管的直径尺寸与主管开孔直径尺寸是一致的，而且主管的开孔部位不打坡口，造成了在产品颈部位置的焊接只是为了保证产品焊后的外观形状，无法形成对母材的有效连接，相当于在该处的焊接为堆焊形式，堆焊的热输出量大，导致焊接热影响区扩大，易产生较大的应力，从而引起焊接后母管产生较大的变形，焊接缺陷很容易产生。这样使得堆焊缝在力学性能、受力、受压性能方面都对焊接成品有很大影响，同时质量和效率较低。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种厚壁三通立体曲面坡口焊接工艺，采用自动化控制加工的方法进行开孔及相贯线切割工艺，通过数字化控制系统计算出割枪的行进轨迹及角度，来加工三通主支管焊接部位的相贯线立体曲面坡。

本发明的技术方案是：一种厚壁三通立体曲面坡口焊接工艺，包括以下步骤：（1）根据要求将厚壁管切割为三通主管和支管的下料长度，根据产品要求将大口径管切割为设计长度；

（2）将三通的尺寸参数输入加工设备控制系统，通过控制系统计算出割枪的行进路线及角度；

（3）用数控切割完成支管的马鞍形相贯线切割，得到加工坡口；

（4）用数控切割对主管垂直于管壁表面进行粗开孔；

（5）对粗开孔的主管进行坡口切割，得到相贯线立体曲面加工坡口；

（6）修磨坡口、组对；

（7）焊接成成品。

优选地，所述步骤（7）中的焊接方式为对接焊形式。

本发明的有益效果：本发明采用自动化控制加工的方法对三通的母管和支管进行开孔及相贯线切割，即提前将三通的尺寸参数输入加工设备控制系统，通过控制系统计算出割枪的行进路线及角度，三通的主支管相贯线处加工出立体曲面坡口。此加工技术生产效率高，产品质量有保证。此工艺采用数控切割三通主支管对接处的相贯线，并能加工出立体曲面坡口，将人工的计算、切割直孔、打磨坡口、全部用数控设备来完成，极大地节约了时间、降低劳动强度、提高了产品生产效率和合格率。

附图说明

图1为本发明的厚壁三通主管结构示意图；

图2为本发明厚壁三通支管结构示意图；

图3为本发明三通主支管组对焊接图；

图中：1.三通主管；2.主管数控加工坡口；3.三通支管； 4.支管数控加工坡口；6.焊三通对接体；5.主支管对接的相贯线立体曲面坡口。

具体实施方式

结合附图对本发明提供的实施方式作进一步详细的说明：

一种厚壁三通立体曲面坡口焊接工艺，包括以下步骤：

（1）根据要求将厚壁管切割为三通主管和支管的下料长度，根据产品要求将大口径管切割为设计长度；

（2）将三通的尺寸参数输入加工设备控制系统，通过控制系统计算出割枪的行进路线及角度；

（3）用数控切割完成支管的马鞍形相贯线切割，得到加工坡口；

（4）用数控切割对主管垂直于管壁表面进行粗开孔；

（5）对粗开孔的主管进行坡口切割，得到相贯线立体曲面加工坡口；

（6）修磨坡口、组对；

（7）焊接成成品。

其中，焊接方式为对接焊形式。

如图1-3所示，利用本发明加工工艺加工的三通，包括主管1和支管3，所述支管3上焊接部位为马鞍形相贯线坡口结构4，所述主管1一端为与所述马鞍形相贯线坡口结构4相匹配的曲面结构2，所述曲面结构2与所述马鞍形相贯线坡口结构4固定连接。

图3中为主管1与支管3的焊三通对接体6，主管1和支管3焊接后形成主支管对接的相贯线立体曲面坡口5。