[发明专利]焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法

说明书

技术领域

本发明涉及管道对接接口的焊接方法，尤其涉及大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的焊接方法。

背景技术

在很多行业比如核电站建设及船舶制造等行业中，以及在进行设备安装时比如安装锅炉或压力容器等设备时，都需要对管径较大且管壁较厚的不锈钢管道进行对接，并对对接接口进行焊接以使对接在一起的两个管道连接在一起。

目前，在对大管径厚壁管道的对接接口进行焊接时，通常采用下述两种方法：一种是TIG+SMAW(手工焊：TIG，Tungsten Inert Gas Welding，钨极氩弧焊，在此表示为手工钨极氩弧焊；SMAW，Shield Metallic Arc Welding，焊条电弧焊)，另外一种是TOCE(窄间隙自动焊，TOCE是法语对窄间隙自动焊的简称)。

TIG+SMAW焊接方法一般只能对如图1所示的坡口形式的对接接口进行焊接，该对接接口的尺寸较大，最大处在45mm左右，且形成该对接接口的待焊接管道的组对间隙W为1.0-4.0mm。在对这样的对接接口进行焊接时，先采用TIG方法进行打底层(一般为3层)焊接，再采用SMAW方法进行填充层、盖面层的焊接。

由于TIG+SMAW焊接方法为手工焊接，且所适用的坡口的尺寸较大，TIG+SMAW焊接方法存在如下不足：

(1)由于坡口的整体尺寸较大，需要较多的焊接工作，焊接工作量大；

(2)由于整个焊缝的焊接全部采用人工作业，受人工因素影响较大，易出现夹渣及气孔，焊接效果差；

(3)由于工作量过大及人工的疲劳因素使得焊接周期较长，焊接周期长。

由于TOCE焊接方法为单层单道焊，在进行TOCE焊接时，焊缝的根部宽度的最大值与最小数值之间的偏差即焊道根部宽度偏差不宜超过0.5mm，最大不得超过1.0mm，否则就无法保证焊缝两壁实现较好的熔合，所以TOCE焊接方法一般仅适用于如图2所示的坡口形式的对接接口，这种对接接口的尺寸较小，最大处也不到20mm，且形成该对接接口的待焊接管道的组对间隙W为0-1.0mm，理想值为0mm。

在采用TOCE焊接方法对待焊接管道进行焊接就会存在如下不足：

(1)当待焊接管道的组对间隙大于1.0mm时，由于组对间隙过大而使得焊缝的根部宽度过大，在采用TOCE方法进行焊接时，电弧将集中在待焊接管道的坡口的根部钝边上，致使坡口的根部钝边因受热过大而烧穿，故组对间隙必须小于1.0mm，否则无法施焊。由此可见，TOCE焊接方法对坡口组对精度要求较高，增加了管道对接的施工难度。

(2)由于在预定采用TOCE焊接方法对组对的管道的对接接口进行焊接时，在制造管道时，通常会将管道坡口设置为如图2所示的宽度较小的坡口。当组对间隙大于1.0mm时，无法采用TOCE焊接方法进行焊接，此时又由于坡口宽度较小，在6.5-22.0mm左右，手工焊把及施工人员的手臂均无法伸入其中，无法焊接，也就是说这样的对接接口也不能采用TIG+SMAW方法进行焊接，因此，必须更换管道才能继续安装，而重新采购管道，其采购、机加、验收周期至少在半年以上，导致工期延长，且成本高。

发明内容

为解决现有技术中TIG+SMAW焊接方法工作量大、焊接效果差及焊接周期长，TOCE焊接方法对组对间隙大于1.0mm的对接接口无法施焊进而导致工期延长及成本高的问题，本发明提出一种焊接大管径厚壁管道的窄间隙对接接口的方法，所述管道的管径＞700mm，壁厚＞30mm，该焊接方法包括如下步骤：

第一步，试件组对：

将两个待焊接管道的坡口对接在一起形成对接接口，再在该对接接口内设置点固棒，并将所述点固棒的两端分别与所述对接接口的两侧焊接在一起，使这两个待焊接管道的相对位置固定；

第二步，背氩保护：

先在所述对接接口处的内外两侧分别粘贴至少一层胶带，将所述对接接口密封形成充氩装置，并在位于所述待焊接管道的外壁上的胶带上开设进气口和出气口，且所述进气口在竖直方向上的高度低于所述出气口在竖直方向上的高度；

然后从所述进气口向所述充氩装置内充入保护气体，将密封在所述充氩装置内的空气排出到所述充氩装置的外部；

第三步，TIG打底焊接：

从所述待焊接管道的内部采用TIG焊接方法对所述对接接口进行打底焊接，在焊接过程中将粘贴在所述待焊接管道内壁上的胶带除去并使所述对接接口的坡口的根部钝边熔透，且焊接电流为72-126A，保护气体的流量为10-15L/min；