[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在被焊管件的连接端处，沿着从外向内方向依次设置用于插入待焊管件孔腔中的 衬管区和与待焊管件焊接端对接的焊接区；所述衬管区的外形和待焊管件孔腔的形状相 配合；所述焊接区高出衬管区，且所述焊接区高出衬管区的部分管体的径向截面形状与 待焊管件焊接端管壁的径向截面形状相配合；

②将被焊管件的衬管区插入待焊管件孔腔中，直至该连接端的焊接区与待焊管件焊 接端对接，且在对接处形成环状待焊缝，所述衬管区位于待焊缝内侧；

③在待焊缝处进行焊接使其形成熔融区从而使被焊管件连接端与待焊管件焊接端 相连。

上述技术方案中，所述衬管区的外壁与待焊管件孔腔内壁之间的间隙小于1毫米； 所述衬管区的轴向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，所述衬管区的外壁与待焊管件孔腔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，所述被焊管件焊接区高出衬管区的部分管体的径向截面形状与待 焊管件焊接端管壁的径向截面形状相同。

上述技术方案中，所述待焊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。

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，包括待焊管件和被 焊管件，所述待焊管件内设孔腔；所述被焊管件在其与待焊管件的连接端，沿着从外向 内方向依次设置有插入待焊管件孔腔中的衬管区和与待焊管件焊接端对接的焊接区；所 述衬管区的外形和待焊管件孔腔的形状相配合；所述焊接区高出衬管区，且所述焊接区 高出衬管区的部分管体的径向截面形状与待焊管件焊接端管壁的径向截面形状相配合； 所述被焊管件的连接端与待焊管件焊接端的对接焊缝处设有通过焊接处理形成的熔融 区。

上述技术方案中，所述衬管区位于环状熔融区内侧；所述衬管区的外壁与待焊管件 孔腔内壁之间的间隙小于1毫米。

上述技术方案中，所述衬管区邻接对接焊缝处的部分管体也被熔融并与所述熔融区 连成一体；所述衬管区的外壁与待焊管件孔腔内壁之间的间隙小于1毫米；所述衬管区 的轴向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。