专利名称：焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法
技术领域：
本发明涉及焊接工艺方法，特别是涉及焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法。
背景技术：
在施焊过程中接头根部的横向膨胀或收缩变形，直接影响对接接头根部打底焊缝的质量。尤其焊接大线胀系数材料(如不锈钢、镍基合金、铜基合金等)接头根部打底焊缝时，接头根部的横向收缩变形可达2-3mm，无法保证单面焊双面成形工艺。为了实现单面焊双面成形，在焊接过程中必须使接头根部保持有装配间隙。如何保证接头根部装配间隙，已成为保证对接接头根部打底焊缝质量的关键所在。目前对上述大线胀系数管件对接焊接都是采用手工钨极氩弧焊单面焊双面成形工艺，广泛采用的管子对接接头定位主要有以下几种a、搭桥法定位焊，事先在坡口两侧堆焊出一定高度的焊肉，然后在坡口上方将其连接搭焊成一横跨坡口的定位焊缝(图1所示)，该方法主要用于壁厚3-15mm的管子对接接头装配定位。存在的问题是刚性不够，无法保证装配间隙，且容易对坡口两侧母材造成损伤。
b、根部直接打底定位焊，在坡口根部直接焊接几段定位焊缝(图2、图3、图4所示)，该方法可用于壁厚3-15mm管子。存在的问题是根部接头过多，定位刚性不够，无法保证装配间隙，故无法保证焊接质量。
c、嵌入焊丝组合定位焊，在间隙内嵌入一直径与要求间隙相当的焊丝用于强制保证间隙，与搭桥法或根部直接打底定位相组合，临近打底焊缝焊接结束后，取下该焊丝。所述方法容易使坡口遭到破坏，焊丝与坡口边缘为点接触，定位刚性不足，装配间隙很难保证，焊接接头过多，亦无法保证根部打底焊缝质量。
发明内容本发明要解决的技术问题，是提供一种能提高焊接质量、操作简单的焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法。
采用的技术方案是
焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，包括根据管子壁厚，按照工艺规定采用U形坡口或V形坡口、I形坡口并按工艺规定参数在两管对接处分别加工上述坡口；按照采用的坡口形式加工与坡口截面相同尺寸的一定数量定位塞块；根据管子直径大小，用不同数量的定位塞块定位，定位塞块沿管子圆周的坡口上等分位置设置，并将定位塞块与两管接头的外圆或坡口两侧点焊固定，其点焊固定焊缝长度10-15mm，须保证工艺规定的根部间隙；按一定顺序开始起焊打底焊缝，焊至定位塞块处，将该处点焊固定焊缝用薄片砂轮磨掉，取下定位塞块，再接续焊接打底焊缝，依次取完定位塞块焊完所余下打底焊缝。
上述的管子壁厚δ大于15mm，工艺规定采用U形坡口，工艺规定参数坡口面角度β为15°±2°、根部间隙b为3±1mm、根部钝边P为2+0.2mm；管子壁厚3≤δ≤15mm，采用V形坡口，工艺规定参数坡口夹角α为60°+5°、根部间隙b为3±1mm、根部钝边P为1±0.5mm；管子壁厚δ＜3mm，采用I形坡口，工艺规定参数根部间隙b为3±1mm。
上述的根据管子直径大小，定位塞块沿管子圆周的坡口二至四等分位置设置。
上述的定位塞块采用与管子同材质材料加工制作。
本发明取得的积极效果是1、采用特有的工艺措施和操作方法可以解决由于打底焊缝横向收缩变形导致装配间隙无法保证的问题。
2、有利保证单面焊双面成形工艺顺利进行。
3、定位效果十分显著，定位塞块的固定去除操作简便，焊接质量得到提高。
图1是现有搭桥法定位焊示意图。
图2是现有U形坡口根部直接打底定位焊示意图。
图3是现有V形坡口根部直接打底定位焊示意图。
图4是现有I形坡口根部直接打底定位焊示意图。
图5是本发明的U形坡口与定位塞块装配示意图。
图6是本发明的V形坡口与定位塞块装配示意图。
图7是本发明的I形坡口与定位塞块装配示意图。
具体实施方式
焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，是针对不锈钢管、铜镍合金管对接焊接，采用手工钨极氩弧焊、单面焊双面成形焊接工艺，因此在焊接过程中必须使接头根部保持焊丝直径d+0.5-1.5mm的间隙，按不同直径的管子加工不同的坡口。典型管子接头坡口及尺寸见表1。
表1典型管子接头坡口尺寸
实施例一焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，包括根据管子壁厚δ＝16mm，按照表1中δ＞15mm可采用U形坡口(见图5)，在两管对接处分别加工成U形坡口1，其U形坡口1坡口面角β为16°，根部钝边P为2.2mm；管材为不锈钢材质，采用与管子同材质不锈钢加工成与U形坡口1截面相同尺寸的定位塞块2；根据管子直径较大，用四块定位塞块2定位，四块定位塞块2沿管子圆周的U形坡口1上四等分位置设置，并将定位塞块2与两管接头的U形坡口1两侧面用钨极氩弧焊点焊固定、其点焊固定焊缝3长15mm，保证根部间隙b＝3.5mm符合工艺b＝3±1mm的要求；采用手工钨极氩弧焊，按顺序先由一点开始起焊接打底焊缝，焊至定位塞块2处，将该处点焊固定焊缝3用薄片铝基无铁砂轮磨掉，取下固定塞块2，再接续焊打底焊缝，依次取完定位塞块2焊完所有余下打底焊缝。
实施例二焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，包括根据管子壁厚δ＝10mm，按照表1中3≤δ≤15m可采用V形坡口(见图6)，在两管对接处分别加工成V形坡口4，其V形坡口4的夹角60°，根部钝边P为1mm；管材为不锈钢材质，采用同材质不锈钢加工成与V形坡口4截面相同尺寸的定位塞块5；根据管子直径较小，用三块定位塞块5定位，三块定位塞块5沿管子圆的V形坡口4上三等分位置设置，并将定位塞块5与两管接头的外圆用钨极氩弧焊点焊固定，其点焊固定焊缝6长15mm，保证根部间隙b＝3mm，符合工艺b＝3±1mm的要求；采用手工钨极氩弧焊，按顺序先由一点开始起焊打底焊缝，焊至定位塞块5处，将该处点焊固定焊缝6用薄片铝基无铁砂轮磨掉，取下定位塞块5，再接续焊打底焊缝，依次取完定位塞块5焊完所有余下打底焊缝。
实施例三焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，包括根据管子壁厚δ＝2.5mm，按照表1中δ＜3mm可采用I形坡口(见图7)，在两管对接处分别加工成I形坡口7；管材为铜镍合金，采用同材质铜镍合金加工成与I形坡口7截面相同尺寸的定位塞块8；根据管子直径小，用二块定位塞块8定位，二块定位塞块8沿管子圆周的I形坡口7上二等分位置设置，并将定位塞块8与两管接头的外圆用钨极氩弧焊点焊固定，其点焊固定焊缝9长10mm，保证根部间隙b＝2mm符合工艺b＝3±1mm的要求；采用手工钨极氩弧焊，按顺序先由一点开始起焊打底焊缝、焊至定位塞块8处，将该处点焊固定焊缝9用薄片铝基无铁砂轮磨掉，取下定位塞块8，再接续焊打底焊缝，取完余下定位塞块8焊完所有打底焊缝。
权利要求
1.焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，其特征包括根据管子壁厚、按照工艺规定采用U形坡口(1)或V形坡口(4)、I形坡口(7)，并按工艺规定参数在两管对接处分别加工上述坡口；按照采用的坡口形式加工与坡口截面相同尺寸的一定数量定位塞块(2)、(5)、(8)；根据管子直径大小，用不同数量的定位塞块(2)、(5)、(8)定位，定位塞块(2)、(5)、(8)沿管子圆周的坡口上等分位置设置，并将定位塞块(2)、(5)、(8)与两管接头的外圆或坡口两侧点焊固定，其点焊固定焊缝(3)、(6)、(9)长度10-15mm，须保证工艺规定的根部间隙；按一定顺序开始起焊打底焊缝，焊至定位塞块(2)、(5)、(8)处，将该处点焊固定焊缝(3)、(6)、(9)用薄片砂轮磨掉，取下定位塞块(2)、(5)、(8)，再接续焊接打底焊缝，依次取完定位塞块(2)、(5)、(8)焊完所余下打底焊缝。
2.根据权利要求1所述的焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，其特征在于所述的管子壁厚δ大于15mm，工艺规定采用U形坡口(1)，工艺规定参数坡口面角β为15+2°、根部间隙b为3±1mm、根部钝边P为2+0.2mm；管子壁厚δ为3≤δ≤15mm，采用V形坡口(4)，工艺规定参数坡口夹角α为60+5°、根部间隙b为3±1mm、根部钝边P为1±0.5mm；管子壁厚δ＜3mm，采用I形坡口(7)，工艺规定参数根部间隙b为3±1mm。
3.根据权利要求1所述的焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，其特征在于所述的根据管子直径大小，定位塞块(2)、(5)、(8)沿管子圆周的坡口二至四等分位置设置。
4.根据权利要求1所述的焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，其特征在于所述的定位塞块(2)、(5)、(8)采用与管子同材质材料加工制作。
全文摘要
本发明涉及焊接用定位塞块保证管对接接头根部间隙的装配方法，包括根据管子壁厚选择加工坡口的形式，在坡口中沿管子圆周方向点焊固定一定数量与管子同材质、与坡口截面同尺寸的定位塞块，使管对接接头根部间隙在打底焊缝焊接过程中始终保持在工艺要求的尺寸范围内，解决接头部位产生横向收缩，实现钨极氩弧焊内填丝单面焊双面成形焊接工艺并保证焊接质量。本发明为面接触拘束定位，优于传统的点接触、线接触拘束定位，定位效果十分显著，定位塞块的点固和去除操作非常方便，且焊接质量得到很大提高，工艺合理，可广泛应用在管子对接的单面焊双面成形工艺。
文档编号B23K37/04GK1695879SQ20051004651
公开日2005年11月16日 申请日期2005年5月26日 优先权日2005年5月26日
发明者刘殿宝, 陈凯, 朱元臣, 刘放, 王长河, 雷兆峰, 高峰, 王熹哲, 赵振民 申请人:渤海船舶重工有限责任公司