[发明专利]紧凑密排金属管道的两管夹缝处管道TIG焊接工法及专用焊接工具

说明书

技术领域

本发明涉及钨极惰性气体保护焊TIG焊接方法，特别涉及紧凑密排金属管道焊接工艺。

背景技术

在金属结构安装过程中，管道紧凑密排的结构屡见不鲜，给管道的焊接施工带来很大困难，对焊接质量也造成严重影响。

隨着国民经济的高速发展，余热发电项目也迅速掘起，如：水泥窑余热发电锅炉、玻璃厂生产线尾气余热发电锅炉、冶炼厂尾气余热发电锅炉、或锅炉、热交换器等排管结构的安装、检修工程中常遇到紧凑密排的管道。这些结构的排管排列的间隙往往在10mm左右（设计值）而实际值在1~5mm之间，两管之间的间隙很小，焊炬枪头无法伸进，给焊接施工带来很大困难。

熔化焊接过程中，熔池金属从固态到液态再回到固态的整个冶金反应过程必须得到良好的保护，气焊熔池靠气体火焰保护、焊条电弧焊熔池靠电弧气体保护，埋弧焊熔池靠焊剂熔渣保护，而钨极氩弧焊熔池靠氩气（Ar）保护，这些保护层起着隔离空气和保护冶金反应的作用，所以这些保护层的方向应尽量垂直于熔池表面。

常规的钨极氩弧焊（TIG）焊接方法焊接时，焊炬喷嘴与焊接方向的角度在75°左右，才能保证整个冶金反应过程的稳定，而达到良好的焊接质量， TIG焊接方法是完全依靠氩气（Ar）来保护熔池区域的，而紧凑密排管道两管之间的间隙很小，焊炬喷嘴几乎与管子的切线平行，氩气（Ar）沿切线直接流走，完全不能起到保护作用，导致窄间隙区域中的焊缝内产生大量气孔缺陷，焊缝质量无法保证。

发明内容

本发明首先所要解决的技术问题是提供一种紧凑密排金属管道的两管夹缝处管道TIG焊接工法，以提高紧凑密排金属管道焊接质量。为此，本发明采用以下技术方案：该焊接方法采用了主气和辅助气结合作为保护气体，主气和辅助气均为氩气；引弧时，用主气作为保护气体，焊接时，再加入所述辅助气对熔池区域和焊炬的钨极进行保护；焊炬和辅助气喷嘴分别处于密排金属管道的正面和背面；焊炬从密排金属管道的正面侧引燃焊接电弧和喷射主气，辅助气喷嘴在密排金属管道的背面侧喷射辅助气；焊丝的填充从焊炬钨极的侧方进行；辅助气的流量大于主气的流量。

在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：

辅助气的喷射方向尽量垂直于焊接熔池表面。

辅助气的流量为主气的流量的4-7倍。

主气的流量为4~5 L/min，辅助气的流量为24~26 L/min。

所述焊炬的钨极伸出焊炬喷嘴的长度大于或等于10mm，其上限对应金属管道的直径。

本发明另一个所要解决的技术问题是提供一种上述焊接工法的专用焊接工具。为此，本发明采用以下技术方案：它包括用于TIG焊接的第一焊炬、辅助气喷嘴；所述第一焊炬的钨极伸出焊炬喷嘴的长度大于或等于10mm，其上限对应金属管道的直径；所述辅助气喷嘴为用于TIG焊接的焊炬中拆下的分流器和喷嘴后构成，其尾部再连接塑料软管和氩气气源。

本工法和专用焊接工具可适用于密排管子、密排焊接接头等窄间隙的TIG方法焊接施工。本发明的密排金属管道可以理解为仅为管子，或者也可理解为用于连接管子的焊接接头，或者理解为由管子和焊接接头构成的金属管道；因此，对于上述方法和专用工具来说，其工作对象可以是被理解为管子，或者是被理解为焊接接头，或者是被理解为既有管子又有焊接接头的金属管道；所述第一焊炬的钨极伸出焊炬喷嘴的长度上限对应金属管道焊接部位的直径，即管子或焊接接头的直径。

由于采用了本发明的方法和专用焊接工具，本工法是在TIG焊接方法中通过“主气+辅助气”双重保护的焊接方法，克服了常规TIG焊接方法的局限性，有效的提高了TIG焊接方法的“可焊到性”,可保证焊接接头间隙狭窄区域的焊接质量及焊接过程的稳定，而且本焊接方法操作简单，实用性较强，焊工只需通过简单的培训就可上岗施焊。

附图说明

图1为图4的A-A剖视图，表示了几种焊接的示意图，其中Ⅰ和Ⅲ为常规焊接方法示意图，Ⅱ为本发明所提供的焊接工法示意图，其中附图标记300表示的是熔池在管道表面的切线方向，其中S表示的是焊接方向。

图2为本发明所提供的专用焊炬的示意图。

图3为本发明所提供的辅助气喷嘴的示意图。

图4为紧凑型密排金属管道示意图，其中附图标号200表示的是焊缝。

具体实施方式