[发明专利]一种大规格钛合金管道的焊接方法

说明书

本发明公开了一种大规格钛合金管道的焊接方法，包括以下步骤：步骤一、先根据工件厚度设计窄间隙焊接坡口，板厚12mm以上选用U型坡口；步骤二、使用K‑TIG焊进行不填丝打底焊；步骤三、使用MIG焊进行填充；步骤四、管道焊接完成。本专利以K‑TIG焊打底+MIG焊填充进行焊接，这种焊接方法可以提高焊缝容错率，在一定厚度下，焊接工件的间隙及错变量达到4mm时，通过调整参数仍能实现稳定焊接。且本专利的焊接效率较目前常用的其它焊接方法提高2倍以上。

技术领域

本发明涉及钛及钛合金焊接技术领域，具体涉及一种大规格钛合金管道的焊接方法。

背景技术

PTA石化项目用钛管线的工厂化预制涉及大量中厚板制管材焊接，这种焊缝目前常用的焊接工艺为使用等离子弧焊（PAW焊）或钨极氩弧焊（TIG焊）进行打底，随后再采用TIG焊填充。PAW焊电弧能量集中，焊速快，焊缝深宽比大，穿透性强，但是对于大规格、大厚度焊接管来说仍存在如下局限：当厚度大于12mm时，由于喷嘴尺寸限制，必须从管背面进行施焊，再分别从正面、背面进行填充和盖面焊接，耗时耗力，且规模化生产时，焊管成型过程不可避免的会出现合口间隙不匀或者尖角现象，在进行穿孔PAW焊时极易产生焊接缺陷。TIG焊虽然质量稳定、焊缝美观，但是也存在焊速慢、生产效率低的问题，无法满足批量化生产的需求。

有专利公开K-TIG焊，主要用于钢结构的梁钢、钢柱、钢桁架等构件的焊接，以提高焊接效率，并指出K-TIG焊技术在厚壁金属纵、环缝焊接中有效率高、工程适应性强等优势，兼具PAW焊小孔成型的特点和TIG焊质量稳定的特性。目前该技术尚未运用到钛及钛合金的焊接中。熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）填充效率与TIG焊填充相比，效率可以大大提高，但是电弧稳定性较差，焊接接头组织性能不易控制，目前MIG焊在钛合金焊接中并未进行工程化应用，实际焊接过程中暴露出诸多问题。

发明内容

为解决上述技术问题，弥补现有工艺不足，本发明提供一种大规格钛合金管道的焊接方法，该方法旨在提高现有的大规格、大厚度焊管的焊接效率，且节约大量人力物力。

本发明所采用的技术方案是：一种大规格钛合金管道的焊接方法，包括以下步骤：

步骤一、先根据工件厚度设计窄间隙焊接坡口，板厚12mm以上选用U型坡口，U型坡口底部的弧形段半径为3~5mm，U型坡口底部的弧形段顶部的宽度为4~6mm，坡口角度为15~25°，钝边高度为8~10mm；

步骤二、使用K-TIG焊进行不填丝打底焊；

步骤三、使用MIG焊进行填充；

步骤四、管道焊接完成。

进一步的，步骤一中工件板厚为8~12mm时选用V型坡口，V型坡口的角度为20~30°，钝边高度为0.8~1.2mm。

进一步的，板厚t=8~10mm时，仅采用K-TIG焊打底，单道焊。K-TIG焊打底电流为400~450A，间隙为0~2mm，焊速为350~400cm/min，气流量为15~20ml/min。

进一步的，板厚t=10~20mm时，K-TIG焊打底电流为430~450A，间隙为0~3mm，焊速为280~330cm/min，气流量为15~20ml/min；MIG焊填充电流为160~200A，电弧电压为16~22V，焊速为10~13cm/min，弧长修正系数为-5～+15%，脉冲修正系数为+1～+3，气流量为15~20ml/min。

进一步的，板厚t＞20mm时，K-TIG焊打底电流为450~500A，间隙为0~4mm，焊速为260~320cm/min，气流量为15~20ml/min；MIG焊填充电流为160~200A，电弧电压为12~16V，焊速为10~13cm/min，弧长修正系数为+5～+20%，脉冲修正系数为-1～+2，气流量为15~20ml/min。