[发明专利]一种金属管件的焊接方法和金属管件焊接组件

说明书

技术领域

本发明属于金属管道焊接连接技术领域，具体涉及一种金属管件的焊接方法以及采用该方法制成的金属管件焊接组件。

背景技术

金属管道连接方式中最安全、最可靠的连接方法无疑是焊接连接。但现有的几种连接方式例如承插式焊接连接或对接焊接连接方式都有一定的缺陷，尤其是对于薄壁不锈钢管的焊接。

承插式焊接连接方式是将一个待焊管件的焊接端插入另一个待焊管件焊接端的管腔后进行焊接，见图1所示，具有以下不足之处：(1)连接强度较低；承插式焊接连接为搭接连接，其焊缝为填角焊缝，所受的工作应力为切剪应力，按许用强度计算方法，且角焊缝的有效承载面积为角焊缝有效面积的0.707倍，因此搭接焊缝设计时，需双侧焊接才能使焊缝强度与构件(一般是管子A与接头管件B)等强度。而管子与管件的承插连接，在实际施工中，只能在管件一侧端实施单侧焊接，插入管件的管子所在端无法焊接，故承插式连接接头的焊缝强度只能达到管道强度的50％。(2)焊接难度较大，易焊穿管壁，管内必须充气保护，承插式焊接，由于插入管件的管子，管壁较薄，当焊接时，必须使管件端口熔化，方能形成有效的角焊缝，而管件端受插入管子散热的影响，需有较大的热输入才能形成熔池，管子的管壁较薄，极易过热被烧穿，如果热输入较小，管件端部会融合不良，所以操作难度较大。如果对每个焊接口施加充气保护，施工现场条件有限，十分困难，工作强度较大，工作效率十分低下。

对接焊接连接方式将两个待焊管件直接对接后进行焊接，见图2所示，具有以下不足之处：对接焊接的管子A端口外径与管件B外径相同，焊接另用填料焊接，焊接时，连接口的内侧如果不加气体保护，焊缝外极易由于焊接温度过热而出现管内焊缝处“挂瘤”(熔瘤)，影响使用寿命。如果温度过低没有焊透，焊缝连接处的两侧管壁未完全连接，影响使用质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种有效提高焊接效果的金属管件的焊接方法。

本发明另一个目的是提供一种焊缝强度较高的金属管件焊接组件。

实现本发明第一个目的的技术方案是：一种金属管件的焊接方法，包括以下步骤：

①把一个衬管的一端插入到一个待焊管件焊接端的管腔中，并使得该衬管的另一端伸出该待焊管件焊接端；

②把衬管伸出该待焊管件焊接端的部分管体插入到另一个待焊管件焊接端的管腔中，并使该两个待焊管件的焊接端对接以形成待焊接缝；

③在待焊接缝处进行焊接使其形成熔融区从而使两待焊管件的焊接端相连。

上述技术方案中，上述步骤①中，所述衬管通过紧配方式或者压接方式或者胶粘方式固定在待焊管件的管腔中。

上述技术方案中，所述衬管的外壁与其所在待焊管件管腔的内壁之间的间隙小于1毫米；所述衬管插入各待焊管件焊接端管腔的长度大于等于熔融区的轴向长度；所述衬管区的壁厚大于等于0.3毫米。

上述技术方案中，所述衬管的外壁与其所在待焊管件管腔的内壁之间的间隙小于0.5毫米；所述衬管区的壁厚大于等于0.5毫米。

上述技术方案中，所述两待焊管件焊接端的径向截面相同时，所述衬管是等外径圆管；所述两待焊管件焊接端处管腔的内径不同时，所述衬管是两端管体与各自所在待焊管件管腔相配合的异径管。

上述技术方案中，所述待焊接缝的轴向截面形状是与待焊管件中心轴线相垂直的直线状、或是与待焊管件中心轴线成一夹角的斜线状、或是弧线状、或是V字形状、或是半圆形状、或是半椭圆形状；所述待焊管件是薄壁不锈钢管。

上述技术方案中，至少一个待焊管件焊接端的内壁上设有凸起的限位凸台，所述衬管插入该待焊管件焊接端管腔的一端抵接在该限位凸台上。

上述技术方案中，所述两待焊管件焊接端的内壁上均设有凸起的限位凸台，两待焊管件对接形成待焊接缝后，所述衬管位于两限位凸台之间。

实现本发明第二个目的的技术方案是：一种金属管件焊接组件，包括两被焊管件，其特征在于：还包括衬管，所述衬管的两端各自插入一个被焊管件焊接端的管腔中，所述两被焊管件焊接端对接处具有通过焊接处理形成的熔融区。

上述技术方案中，所述衬管通过紧配方式或者压接方式或者胶粘方式或者熔焊方式固定在被焊管件的管腔中。

上述技术方案中，至少一个被焊管件焊接端的内壁上设有凸起的限位凸台，所述衬管插入该被焊管件焊接端管腔的一端抵接在该限位凸台上。

上述技术方案中，所述两被焊管件焊接端的内壁上均设有凸起的限位凸台，所述衬管位于两限位凸台之间。