[发明专利]基于K-TIG的宽口径管道双面双弧焊接系统和方法

说明书

本发明属于焊接技术领域，公开了一种基于K‑TIG的宽口径管道双面双弧焊接系统和方法，焊机电源的负极与K‑TIG焊枪相连、正极与GTAW焊枪相连，两把焊枪相对地置于被焊管道对接缝两侧；焊接时先将焊接电源输出起弧电流点燃双面电弧，而后将焊接电源增加到输出焊接电流，两把焊枪分别在被焊管道内外以相同的角速度绕着被焊管道对接缝做同步的圆周运动，保证焊接电流垂直于管壁穿过小孔焊缝，两把焊枪同步环绕一周后，完成对被焊管道的焊接。本发明将原有的K‑TIG工艺与双面双弧穿孔焊工艺结合起来，大幅度降低穿孔电流，并通过双面电弧焊工艺来降低工件的变形程度；具有设备运行成本低、工艺条件易于实现、焊接准备时间短等优点。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体的说，是涉及一种基于K-TIG的焊接系统和焊接方法。

背景技术

近年来我国对于石油和天然气的需求不断增加，我国的油气资源绝大部分分布在东北和西北地区，而消费市场主要在中南部和东南沿海的大中城市，需要铺设大量油气输送管道来解决产销市场严重分离的问题。由于油气输送管道的设计压力高、输送量大，所以一般采用大口径厚壁的管道。在焊接前，两待焊管必须进行管口组对，使所对管口达到规范要求的圆度、错边量及对口间隙。为了实现快速、准确的管口组对，在施工中常使用管道对口器。目前油气输送管道的焊接方法可分为手工焊、半自动焊和自动焊，主要为单侧焊接方法，采用的焊接工艺包括开坡口、打底焊和熔丝盖面焊，工艺条件不易实现，焊接效率低且准备时间较长。

双面电弧焊接具有增加熔深、减小变形、改善焊接接头微观性能和力学性能等优点，能量利用率高，在焊接较厚焊件时不用开剖口，工艺条件易于实现、焊接准备时间短。K-TIG(锁孔高效熔深氩弧焊焊枪)是一种基于传统TIG焊枪，通过水冷钨极产生阴极收缩效应，配合较大的焊接电流的新型穿孔焊接工艺方法。经过大量的工艺试验证明：K-TIG焊接工艺适合于焊接低热导率的金属材料，但由于采用的自由电弧平均能量密度低，小孔稳定性随工件热导率的增加而恶化，影响焊缝的稳定成形，可能会产生焊瘤、内凹、未焊透等缺陷，并且工件的变形程度较大，严重影响宽口径管道的焊接质量。

发明内容

本发明要解决的是K-TIG焊中小孔稳定性随着工件热导率的增加而恶化的技术问题，提供了一种基于K-TIG的宽口径管道双面双弧焊接系统和方法，将原有的K-TIG工艺与双面双弧穿孔焊工艺结合起来，大幅度降低穿孔电流，并通过双面电弧焊工艺来降低工件的变形程度；具有设备运行成本低、工艺条件易于实现、焊接准备时间短等优点。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种基于K-TIG的宽口径管道双面双弧焊接系统，包括焊机电源，所述焊机电源的负极与K-TIG焊枪相连，所述焊机电源的正极与GTAW焊枪相连，所述K-TIG焊枪和所述GTAW焊枪相对地置于被焊管道对接缝的两侧，并且所述K-TIG焊枪和所述GTAW焊枪的中心轴线在同一直线上且均穿过被焊管道对接缝；所述GTAW焊枪连接于第一轨道并可沿所述第一轨道绕着被焊管道对接缝以焊接速度做匀速圆周运动，所述K-TIG焊枪连接于第二轨道并可沿第二轨道绕着被焊管道对接缝以焊接速度做匀速圆周运动，所述第一轨道和所述第二轨道分别同轴设置在被焊管道的内部和外部。

所述K-TIG焊枪和所述GTAW焊枪中，设置于被焊管道外部的焊枪通过滚轮安装于所述第一轨道或第二轨道，设置于被焊管道内部的焊枪通过带滚轮的调节支架安装于所述第二轨道或第一轨道；

所述带滚轮的调节支架包括中间的可调支架和两侧的滚轮机构，可调支架与设置于被焊管道内部的焊枪固定连接，两侧的滚轮机构分别安装在两个所述第二轨道或两个所述第一轨道中；