[发明专利]一种厚壁管窄坡口SAW自动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SAW自动焊接工艺方法及焊接机头，该工艺方法从厚壁管道入手，选定壁厚研究范围22～60mm，重点针对双V坡口和U型坡口，基于不同标准（如ASME、国标或欧标等）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SAW焊接机头，此新型的SAW焊枪的设计发明主要包括焊丝导丝机构和下料装置两个部分，保证了导丝通畅性，下料顺畅性，焊剂保护焊缝效果良好。本发明所设计的厚壁管窄坡口SAW自动焊接工艺方法，解决了行业上厚壁管受坡口、焊接机头尺寸限制，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。

技术领域

本发明属于管道自动焊技术领域，特别设计一种厚壁管窄坡口SAW自动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较大，填充的金属量较多，造成了耗材一定性的浪费，管道制造成本昂贵。

埋弧焊(SAW)工艺方法是一种高效的焊接技术，常常使用在管道的自动焊接中，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中，无法实施厚壁管窄坡口的焊接。如果开的坡口较大，又会造成熔敷金属较多，浪费耗材，成本比较高，也耗时间。

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SAW自动焊接工艺方法及机头装置，解决行业上厚壁管受坡口、焊接机头尺寸限制，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，降低管道制造成本，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SAW自动焊接工艺方法，包括如下步骤：

一种厚壁管窄坡口SAW自动焊接工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

①选定厚壁管道壁厚研究范围22～60mm，针对双V型坡口和U型坡口，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根据拟定的窄坡口的形式和尺寸，设计自动焊设备厚壁管窄坡口SAW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、无锈的厚壁管焊丝及对应的焊剂，焊接前将焊剂在300-350℃下保温2-4小时；

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。

一种厚壁管窄坡口SAW自动焊焊接机头，包括焊枪、导丝机构和下料管，所述导丝机构连接在焊枪下方，所述下料管连接在焊枪的侧方，位于导丝机构的后方，其特征在于：

所述导丝机构包括固定杆、上端连接件、中间加长杆及导电嘴，所述上端连接件通过螺纹与焊枪连接，并通过螺钉固定在固定杆的上部，所述中间加长杆通过螺钉固定在固定杆的中部，所述导电嘴通过螺钉固定在固定杆的下部；上端连接件、中间加长杆及导电嘴开有通孔用于穿入焊丝，孔径按焊丝规格扩放；所述下料管与固定杆共面；所述上端连接件的通孔作倒角处理；所述下料管导向口加工成斜口，朝向导电嘴方向。

本发明与现有技术相比所具有的优点和有益效果主要是：