[发明专利]带有焊接坡口型式的不锈钢管及焊接方法和氩气保护装置

说明书

技术领域

本发明涉及到不锈钢管-管焊接工程领域，特别是涉及一种厚壁管环缝接头的焊接方法及技术，例如燃气轮机的燃气管道等动力管道系统，发明主要是涉及一种带有焊接坡口型式的不锈钢管及该管焊接方法和该焊接方法中使用到的氩气保护装置。

背景技术

不锈钢管的焊接通常采用单面焊双面成形技术，常由打底、填充焊和盖面三部份组成，其背面打底焊是不锈钢管焊接中最关健的一环，因其背面焊缝易被氧化，其背面的成型质量直接影响焊缝探伤的合格率，其焊缝余高也影响管道使用时的流体性能。目前常用的焊接方法主要有手工氩弧焊(TIG)、熔化极气体保护焊(MAW)两种。1、手工氩弧焊(TIG)是最常见、应用最广泛的一种不锈钢管焊接技术，钨极氩弧焊时常被称为TIG焊，是一种在非消耗性电极和工作物之间产生热量的电弧焊接方式；电极棒、熔池、电弧和工作物临近受热区域都是由气体状态的保护隔绝大气混入，此保护是由氩气流供应，必须是能提供全保护，因为甚至很微量的空气混入也会污染焊道，因此通常采用背压保护装置，以保护背面的焊缝不被氧化。但由于焊接坡口形式及背压保护装置的设计存在缺陷，其背部焊缝成型效果差，存在未熔合、夹渣、气孔、下凹、焊瘤、咬边等缺陷，同时焊缝余高不均匀。2、熔化极气体保护焊(MAW)，药芯焊接气体保护焊方法最早在日本应用，其原理是利用药芯焊丝中药渣在焊接时熔化后流到熔池外面，且均匀覆盖在焊缝表面，而保护焊缝不被氧化。这种方法的优点是效率高因为它电流密度大，热量集中，熔敷率高，焊接速度快。但由于药芯焊丝的固有物性，其背面成型效果差，焊缝余高不均匀，影响流体性能，同时焊缝背面产生的药渣不易清除，影响清洁度。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种使不锈钢管内壁焊缝成型效果好的带有焊接坡口型式的不锈钢管。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种不锈钢管焊接坡口型式，所述不锈钢管的一端管壁上有弧形坡口，相邻不锈钢管的弧形坡口拼在一起形成U型坡口。

所述弧形坡口的坡口角度为20°。

所述弧形坡口钝边厚度为2mm，所述弧形坡口钝边宽度为1mm。

所述弧形坡口处的钢管内壁呈凹面。

所述凹面的轴向长度为10mm，凹面的过渡圆弧的圆弧半径为8mm，凹面与非凹面的过渡斜度为1∶3。

本发明的目的之二是提供一种使不锈钢管内壁焊缝成型效果好、内壁焊缝余高均匀、内壁清洁度好的不锈钢管焊接方法。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种不锈钢管焊接方法，包括以下步骤：

(1)、清除不锈钢坡口及坡口两侧的赃物；

(1)、将氩气保护装置中的两块堵板分别装入相邻不锈钢管内；

(2)、将相邻不锈钢管的弧形坡口拼在一起形成U型坡口，组对焊接坡口时，确保相邻不锈钢管的内壁错边为零，相邻钝边组对为零间隙，相邻不锈钢管形成的U型坡口位于两堵板之间；

(3)、使氩气进入氩气保护装置的两堵板之间，检查两堵板之间的含氧量，在两堵板之间的含氧量达到合格要求后，继续灌入氩气，并保持一定的氩气流量；

(4)、按照传统工艺进行打底施焊，确保打底时焊透，以母材金属自熔来填充打底焊缝；

(5)、打底施焊完成后，拉出氩气保护装置，用纯净水冷却焊道，降到室温后对打底焊缝进行100％PT检测、I级合格；

(6)、按照传统工艺填充焊道及盖面，每层焊接完成后均采用纯净水冷却焊道，最后完成整个不锈钢管的焊接；

(7)、焊接完成后，对焊缝进行检测。

所述步骤(3)中，两堵板之间的含氧量的合格要求为体积比小于或等于1％，含氧量达到要求后，继续灌入氩气，并保持氩气流量为6-8L/min。

步骤(7)中，对焊缝进行检测过程中，首先、对焊缝进行目视，其钢管内表面焊缝采用内窥镜进行检查，要求不锈钢管的内壁焊缝余高控制在0-0.6mm范围内，焊道表面银白色，无氧化现象。

本发明的目的之三是提供一种对不锈钢管焊道有保护及良好冷却效果的氩气保护装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种氩气保护装置，所述保护装置为两块堵板构成，所述两块堵板分别位于相邻的不锈钢管内，两堵板之间经金属丝连接，一堵板上开有进气孔，另一堵板上开有出气孔。

所述堵板采用纸板或聚乙烯板制作。