專(zhuān)利名稱(chēng)：一種管板焊焊接接頭工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進(jìn)行管、板焊接時(shí)焊接接頭工藝措施的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中管、板之間的密封焊接加工已經(jīng)為常規(guī)技術(shù)手段。但隨著設(shè)備中介質(zhì)的改變，壓力的增加，對(duì)管板焊接的要求逐步提高。常規(guī)的管板焊接結(jié)構(gòu)如圖8、9所示，焊料3形成的熔池填充在焊接坡口中，但由于焊料3的流動(dòng)性較低，坡口下部尖角(一圈)部位容易出現(xiàn)若干空隙30。該處空隙30會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題1、殼程腐蝕介質(zhì)易存留，擴(kuò)大空隙30 ;2、管壁母線焊接長(zhǎng)度不均，造成焊接軸向力不等，產(chǎn)生不規(guī)則的內(nèi)應(yīng)力；降低焊接部位的軸向連接力。對(duì)上述焊接縫進(jìn)行“探傷拍片”時(shí)，會(huì)很清楚地發(fā)現(xiàn)存在的空隙30。為此，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局“申請(qǐng)?zhí)?01110038817. 4，申請(qǐng)日:2011-2_16，名稱(chēng)一 種換熱器管板與換熱管焊接接頭的焊接方法”的專(zhuān)利文獻(xiàn)，公開(kāi)了一種換熱器管板與換熱管焊接接頭的焊接方法，如圖9所示，在換熱管與管板組裝中采用凹進(jìn)管板表面O. 5-lmm的結(jié)構(gòu)。該文中聲稱(chēng)這樣在焊接中鶴極很各易地深入到換熱管與管板夾角根部，在自溶焊接時(shí)，電弧能到達(dá)尖角位置，根部能夠完全熔透，不留任何空腔，防止了殼程腐蝕介質(zhì)的存留，避免間隙腐蝕，提高了焊縫的使用壽命。但技術(shù)方案存在兩個(gè)方面的問(wèn)題(如圖10所示)
第一、焊料3凝固后形成的焊接區(qū)域在管I外壁上的連接高度L降低，使得管I、板2之間軸向連接力也隨之降低。第二、自熔時(shí)會(huì)存在兩個(gè)弊端，一是管壁會(huì)“熔穿”，原因是板2由于尺寸大，能吸收更多的熱能；管I尺寸小，吸收的熱能少，在等量吸收氬弧焊機(jī)鎢極4的熱能時(shí)，管I “燒穿” 了(燒蝕孔10)的情況下，板2可能還未達(dá)到自熔程度。二是管口內(nèi)側(cè)會(huì)“過(guò)燒”；從該文獻(xiàn)的圖3 (本案附圖10)可以清楚地看出，該對(duì)比文件的技術(shù)方案焊料3凝固后覆蓋了管I的管頭端面，使得管頭內(nèi)口形成一圈“過(guò)燒”區(qū)11 (管I 一般采用耐腐蝕的不銹鋼制作)，會(huì)嚴(yán)重降低設(shè)備管程的耐腐蝕能力，影響管程接頭部位的連接強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)以上問(wèn)題，提供了一種在確保焊縫無(wú)隙的同時(shí)，能增加軸向連接力，且焊接后不損傷管體的管板焊焊接接頭工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案是所述板面上開(kāi)設(shè)有用于穿設(shè)所述管的通孔，所述通孔的孔口處開(kāi)設(shè)倒錐臺(tái)形的焊接坡口，所述焊接工藝包括利用氬弧焊機(jī)對(duì)坡口底端尖角處的自熔焊工序和填絲焊接工序，在所述坡口底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊；在進(jìn)行所述自熔焊接工序時(shí)，將所述氬弧焊機(jī)的鎢極對(duì)準(zhǔn)所述凸唇翻邊的凸唇的外側(cè)位置行走，使得所述凸唇翻邊熔化，在坡口的底部形成一圈自溶性熔池，且所述自溶性熔池將所述管的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體；
然后，再實(shí)施所述填絲焊接工序。
所述焊接坡口的坡口角度為60°彡α >45°。所述管的頂端口高于所述板面2. 5-3. 5mm ;所述填絲焊接后焊料頂部的高度低于所述管的頂端口高度。所述凸唇翻邊中凸唇根部寬度小于所述管壁的厚度。本發(fā)明在坡口底部設(shè)置一圈凸唇翻邊，該凸起部位相對(duì)板本體和管的尺寸較小，熱傳導(dǎo)路徑狹小，選擇適當(dāng)尺寸，在鎢極作用下受熱時(shí)能先熔化，管壁表面后“微量”熔化，進(jìn)而迅速有效地形成自熔性的熔池，使得管與板在坡口根部自熔為一體。自熔過(guò)程中，在氬氣保護(hù)及脈沖的作用下熔池頂面形成自然的凹弧形；該熔池不僅能將管、板之間的間隙配合縫隙填滿、“粘”牢，同時(shí)該熔池頂面不同于金加工的坡口表面和管壁的表面(無(wú)氧化因素)，在進(jìn)行后道填絲焊接時(shí)，與焊料的聯(lián)接性能更好，不會(huì)在熔池頂面與焊料之間殘留空隙。然后，再采用常規(guī)的填絲焊接工序，使管、板焊接起來(lái)。本發(fā)明對(duì)坡口底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)后，結(jié)合焊接工藝的調(diào)整，即便管的頂部高于板面，也能有效避免管壁燒蝕，確保坡口底部無(wú)空隙。本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，在確保探傷拍片合格率的情況下，能避免管壁燒蝕，有·效增加焊接強(qiáng)度和軸向焊接力的均勻性(各母線上軸向力一致，能避免軸向焊接力不均勻形成的徑向內(nèi)應(yīng)力)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是本發(fā)明中坡口加工的第一道工序示意圖，
圖3是本發(fā)明中坡口加工的第二道工序示意圖，
圖4是圖I中I處局部放大圖，
圖5是本發(fā)明自熔焊接后形成的自熔性熔池的示意圖，
圖6是圖I的俯視圖，
圖7是圖6中A-A局部剖視圖，
圖8是本發(fā)明背景技術(shù)一的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖9是圖8的俯視圖，
圖10是本發(fā)明背景技術(shù)二的結(jié)構(gòu)示意 圖中I是管，10是燒蝕孔，11是過(guò)燒區(qū)；
2是板，21是通孔，22是坡口，220是坡口的平底，221是凸唇翻邊，222是自溶性熔池； 3是焊料，30是空隙，31是外角焊縫；4是鎢極；
圖中α是坡口的角度，L是連接高度，h是凸唇根部寬度。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明如圖1-7所示，所述板2板面上開(kāi)設(shè)有用于穿設(shè)所述管I的通孔21，所述通孔21的孔口處開(kāi)設(shè)倒錐臺(tái)形的焊接坡口 22，所述焊接工藝包括利用氬弧焊機(jī)對(duì)坡口底端尖角處的自熔焊工序和填絲焊接工序，在所述坡口 22底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊221 ;在進(jìn)行所述自熔焊接工序時(shí)，將所述氬弧焊機(jī)的鎢極4對(duì)準(zhǔn)所述凸唇翻邊221的凸唇的外側(cè)位置行走，使得所述凸唇翻邊221熔化，在坡口 22的底部形成一圈自溶性熔池222，且所述自溶性熔池222將所述管I的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體；凸唇翻邊221熔化過(guò)程中，由于其尺寸小于管I的厚度，且鎢極4對(duì)準(zhǔn)凸唇的外側(cè)(靠近斜坡面的一側(cè))能夠有效吸收鎢極4的熱能，先熔，避免管I燒穿。然后，再實(shí)施所述填絲焊接工序。在此需要進(jìn)行說(shuō)明的是本發(fā)明的凸唇翻邊221的加工過(guò)程如圖2、3所示，首先開(kāi)設(shè)如圖2所示的坡口，形成坡口的平底220 ;然后，再采用符合凸唇翻邊形狀的專(zhuān)用立銑刀對(duì)坡口的平底220進(jìn)行再加工，形成所述的凸唇翻邊221 ;鑒于該金加工方案及根據(jù)凸唇翻邊的形狀制備專(zhuān)用銑刀屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)，此處不再贅述。然后再實(shí)施所述填絲焊接工序。所述焊接坡口的坡口角度為60°彡α >45° ;設(shè)置該角度一是出于加工本發(fā)明坡口 22及凸唇翻邊221的需要；二是便于形成本發(fā)明中具有一定體積的自熔性熔池222。所述管I的頂端口高于所述板2面2. 5-3. 5mm ;所述填絲焊接后焊料3頂部的高度·低于所述管I的頂端口高度。這樣能有效避免管I管口內(nèi)出現(xiàn)過(guò)燒現(xiàn)象。需要說(shuō)明的是，即便焊料3的頂部高度低于管I端口高度，其有效連接高度L仍高于板面，形成一定的外角焊縫31 (如圖7所示)，確保焊接后的軸向連接力。所述凸唇翻邊221中凸唇根部寬度h小于所述管I壁的厚度。但需保持一定的熔化體積，最佳狀態(tài)是該凸唇翻邊221熔化后能填充至坡口高度1/3 ;這可以通過(guò)增加其高度、數(shù)量(設(shè)置多道翻邊)來(lái)實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種管板焊焊接接頭工藝，所述板面上開(kāi)設(shè)有用于穿設(shè)所述管的通孔，所述通孔的孔口處開(kāi)設(shè)倒錐臺(tái)形的焊接坡口，所述焊接工藝包括利用氬弧焊機(jī)對(duì)坡口底端尖角處的自熔焊工序和填絲焊接工序，其特征在于，在所述坡口底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊；在進(jìn)行所述自熔焊接工序時(shí)，將所述氬弧焊機(jī)的鎢極對(duì)準(zhǔn)所述凸唇翻邊的凸唇的外側(cè)位置行走，使得所述凸唇翻邊熔化，在坡口的底部形成一圈自溶性熔池，且所述自溶性熔池將所述管的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體； 然后，再實(shí)施所述填絲焊接工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種管板焊焊接接頭工藝，其特征在于，所述焊接坡口的坡口角度為=60°彡α > 45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種管板焊焊接接頭工藝，其特征在于，所述管的頂端口高于所述板面2. 5-3. 5mm ;所述填絲焊接后焊料頂部的高度低于所述管的頂端口高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種管板焊焊接接頭工藝，其特征在于，所述凸唇翻邊中凸唇根部寬度小于所述管壁的厚度。
全文摘要
一種管板焊焊接接頭工藝。涉及進(jìn)行管、板焊接時(shí)焊接接頭工藝措施的改進(jìn)。提供了一種在確保焊縫無(wú)隙的同時(shí)，能增加軸向連接力，且焊接后不損傷管體的管板焊焊接接頭工藝。所述板面上開(kāi)設(shè)有用于穿設(shè)所述管的通孔，所述通孔的孔口處開(kāi)設(shè)倒錐臺(tái)形的焊接坡口，所述焊接工藝包括自熔焊工序和填絲焊接工序，在所述坡口底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊；在進(jìn)行所述自熔焊接工序時(shí)，使得所述凸唇翻邊熔化，在坡口的底部形成一圈自溶性熔池，且所述自溶性熔池將所述管的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體；本發(fā)明對(duì)坡口底部結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)后，結(jié)合焊接工藝的調(diào)整，即便管的頂部高于板面，也能有效避免管壁燒蝕，確保坡口底部無(wú)空隙。
文檔編號(hào)B23K101/14GK102896407SQ20121039888
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者孫承明 申請(qǐng)人:揚(yáng)州萬(wàn)福壓力容器有限公司