专利名称：大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法
技术领域：
大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法，属于管道焊接技术领域，适用于各行 业大口径(φ ^ 600mm)钛材管道、设备及其它有色金属的根部焊接。
背景技术：
工业纯钛是有色金属，呈银白色，比重小，突出特点是熔点高(熔点1668°C )、导 电性差、线膨胀系数小、密度比铁低、比强度大，电阻率大，十分坚韧和耐腐蚀。焊接熔池具 有积累的热量多、尺寸大，高温停留时间长和冷却速度慢等特点。这种情况容易使焊接接头 产生过热组织，晶粒变得粗大，脆性严重。大口径工业纯钛管道(Φ ^ 600mm)封底焊接时，利用传统充氩保护(管口内部两 段400mm封闭)、单面焊双面成型焊接工艺，由于要求单面焊接双面成型，焊工焊接时要兼 顾钛管内部成型质量，并且要求坡口间隙3 4mm，有时采用断弧焊，要求焊工操作技术高， 故焊接速度慢，效率低，氩气消耗量大，浪费严重，造成成本增高。单弧封底焊内部焊缝由于 焊工技术操作原因，经常出现内凹，咬边，未熔合，未焊透等表面缺陷，外观粗糙，高低不平， 需要焊工内部修磨、补焊，才能保证内焊缝质量和RT探伤合格，同时，普通单弧焊封底和填 充、盖面焊接时，焊缝要求焊枪、拖罩、管道内部同时需要充氩保护，氩气消耗量大，一直是 困扰大口径钛管焊接时的难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题，提供一种封底焊接采用 内、外两个电弧同时对焊缝进行焊接，提高焊接速度，节省氩气成本，保证焊接质量的大口 径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该大口径工业纯钛管道封底双弧焊 焊接方法，其特征在于1. 1将焊丝和焊件表面的油污和氧化物清理干净；1. 2将管道进行坡口加工；1. 3进行管道组对，组对间隙为1 2mm ；1. 4钛管道内外两支焊枪共同作业对钛管道进行焊接，采用带保护拖罩的钨极氩 弧焊枪，焊接时按焊接方向，焊枪喷嘴在前保护拖罩在后，外焊枪喷嘴氩气流量25L 30L/ min,内焊枪喷嘴氩气流量15L 20L/min，外焊枪拖罩氩气流量25L 35L/min，内焊枪拖 罩氩气流量25L 30L/min，外焊枪电流140 160A，内焊枪电流50 60A，外焊枪电压 14 16V，内焊枪电压13 15V，外焊枪焊接速度95 115mm/min，内焊枪焊接速度95 115mm/min,内外两支焊枪电弧前后距离4 6mm ；1.5氩弧焊枪钨极在喷嘴的中心垂直于管道轴心，垂直角度公差为10°，左右偏 差各为5° ；这样能更好的控制熔池的大小，而且可使喷嘴、拖罩保护气均勻的保护熔池不 被氧化。
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1. 6焊接时焊丝要顺着坡口沿着管子的切点送到熔池的前端，利用熔池的高温将 焊丝熔化，焊枪和焊丝角度为80° 100°。管口坡口的形状为V型。内外两支焊枪共同作业时，外部焊枪电弧先在焊缝中引燃，形成熔池后送进焊丝 焊接，内部焊枪首先用托罩保护气对外部电弧形成熔池部位进行氩气保护，将外部电弧焊 接4 6mm后，内部焊枪再引燃电弧。钨极为铈钨极，钨极直径2. 5mm,喷嘴孔径^mm,焊丝直径2. 5mm。焊接时焊丝要顺着坡口沿着管子的切点送到熔池的前端，利用熔池的高温将焊丝 熔化，焊枪和焊丝角度为80° 100°。特别是焊丝和管道坡口的倾角不宜太小。焊接停止收弧时，采用电弧衰减，并要填满弧坑，避免产生弧坑裂纹。焊枪和拖罩 气体延时保护，避免焊缝在高温下被大气污染，焊丝端部不能马上抽离保护区，避免焊丝端 部马上变色氧化。与现有技术相比，本发明大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法所具有的有益 效果是管道组对坡口间隙小，内外焊缝熔池直观，容易控制焊缝成型质量，焊接速度较快， 平均是单弧焊焊接速度的3 5倍。而双弧焊两焊枪电流相加基本和单弧焊的电流相同， 熔池热量也基本相同，不会因热量过高，产生粗晶组织和氩气保护不良现象，同时，内外焊 缝成型圆滑、平整，不会出现凹凸不平现象，一次焊接成型，不需要修补。双弧焊焊接时，焊 枪喷嘴、拖罩对焊缝两面同时起到保护作用，不再需要另行管内充氩气保护，节省了管内充 氩费用，据计算，封底焊接时每寸径较常规焊接工艺节省氩气成本1/3以上，管道口径越大 焊接中节省氩气越多，此工艺同样适用于铝合金、哈氏合金、不锈钢等有色金属的焊接。根据所述技术方案对工业纯钛管道封底600mm管径做了单弧焊、双弧焊焊接比较 见表1，实验结果焊缝颜色呈银白色，内外焊肉成型均勻、饱满，RT探伤全部为I级，没有出 现未熔合、未焊透、气孔、裂纹等缺陷。表1单弧焊、双弧焊焊接比较
权利要求
1.大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法，其特征在于1.1将焊丝和焊件表面的油污和氧化物清理干净；1.2将管道进行坡口加工；1. 3进行管道组对，组对间隙为1 2mm ；1.4钛管道内外两支焊枪共同作业对钛管道进行焊接，采用带保护拖罩的钨极氩弧焊 枪，焊接时按焊接方向，焊枪喷嘴在前保护拖罩在后，外焊枪喷嘴氩气流量25L 30L/min， 内焊枪喷嘴氩气流量15L 20L/min，外焊枪拖罩氩气流量25L 35L/min，内焊枪拖罩氩 气流量25L 30L/min，外焊枪电流140 160A，内焊枪电流50 60A，外焊枪电压14 16V,内焊枪电压13 15V，外焊枪焊接速度95 115mm/min，内焊枪焊接速度95 115mm/ min,内外两支焊枪电弧前后距离4 6mm ；1.5氩弧焊枪钨极垂直于管道轴心，垂直角度公差为10°，左右偏差各为5° ；1.6焊接时焊丝要顺着坡口沿着管子的切点送到熔池的前端，利用熔池的高温将焊丝 熔化，焊枪和焊丝角度为80° 100°。
2.根据权利要求1步骤1.2所述的大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法，其特征 在于管口坡口的形状为V型。
3.根据权利要求1步骤1.4所述的大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法，其特 征在于内外两支焊枪共同作业时，外部焊枪电弧先在焊缝中引燃，形成熔池后送进焊丝焊 接，内部焊枪首先用托罩保护气对外部电弧形成熔池部位进行氩气保护，将外部电弧焊接 4 6mm后，内部焊枪再引燃电弧。
4.根据权利要求1步骤1.4所述的大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法，其特征 在于钨极为铈钨极，钨极直径2. 5mm,喷嘴孔径^mm,焊丝直径2. 5mm。
全文摘要
大口径工业纯钛管道封底双弧焊焊接方法，属于管道焊接技术领域，适用于各行业大口径(Φ≥600mm)钛材管道、设备及其它有色金属的根部焊接。将焊丝和焊件表面的油污和氧化物清理干净；将管道进行坡口加工；进行管道组对，组对间隙为1～2mm；钛管道内外两支焊枪共同作业对钛管道进行焊接，采用带保护拖罩的钨极氩弧焊枪，焊接时按焊接方向，焊枪喷嘴在前保护拖罩在后，外焊枪喷嘴氩气流量25L～30L/min，内焊枪喷嘴氩气流量15L～20L/min，外焊枪拖罩氩气流量25L～35L/min，内焊枪拖罩氩气流量25L～30L/min，外焊枪电流140～160A；具有容易控制焊缝成型质量，焊接速度快，是单弧焊焊接速度的3～5倍。节约能源和原材料等优点。
文档编号B23K9/16GK102069274SQ20091023064
公开日2011年5月25日 申请日期2009年11月24日 优先权日2009年11月24日
发明者唐元生, 马志才 申请人:中国石化集团第十建设公司