[发明专利]一种厚壁管窄坡口SAW自动焊接工艺方法及焊接机头

权利要求书

1.一种厚壁管窄坡口SAW自动焊接工艺方法，其特征在于，包括如下步骤：

①选定厚壁管道壁厚研究范围22～60mm，针对双V型坡口或U型坡口，基于不同标准对厚壁管件的坡口规范拟定窄坡口的形式和尺寸；

厚壁管道窄坡口拟定尺寸如下：双V型坡口的坡口角度为37±2.5°，坡口面角度为10±2.5°，大角度的高度为12±2mm；U型坡口的坡口角度为20±2.5°，圆角半径为5mm；两种类型坡口的坡口间隙为2-2.4mm，钝边厚度为1.6±0.8mm，错边量为≤1.5mm；

②根据拟定的窄坡口的形式和尺寸，设计自动焊设备厚壁管窄坡口SAW焊接机头；

所述厚壁管窄坡口SAW焊接机头包括焊枪、导丝机构和下料管，所述导丝机构连接在焊枪下方，所述下料管连接在焊枪的侧方，位于导丝机构的后方，所述导丝机构包括固定杆(1)、上端连接件(2)、中间加长杆(3)及导电嘴(4)，所述上端连接件(2)通过螺纹与焊枪连接，并通过螺钉固定在固定杆(1)的上部，所述中间加长杆(3)通过螺钉固定在固定杆(1)的中部，所述导电嘴(4)通过螺钉固定在固定杆(1)的下部；上端连接件(2)、中间加长杆(3)及导电嘴(4)开有通孔用于穿入焊丝，孔径按焊丝直径*1.2倍扩放；所述下料管与固定杆(1)共面；所述上端连接件(2)的通孔作倒角处理；所述下料管导向口加工成斜口，朝向导电嘴方向；焊接机头配转角器，用于调整机头沿坡口中心线两侧作小角度移动；

③采用机械加工方法将待焊接的管件切断，按拟定的窄坡口形式和尺寸对管件进行坡口，并对管件坡口附近进行除锈、除油及除污；

④选取与母材匹配的焊材，包括干燥、无油、无锈的厚壁管焊丝及对应的焊剂，焊接前将焊剂在300-350℃下保温2-4小时；

⑤采用管子旋转焊接机头位置不变的1G工艺方法，单丝多层多道焊接，管件组对时采用手工氩弧定位焊。

2.根据权利要求1所述的厚壁管窄坡口SAW自动焊接工艺方法，其特征在于：管件组对采用手工氩弧定位焊，在圆周均匀分布7～8个定位焊点，定位焊要求焊透；组对时尽量做到错边量小，组对间隙控制在2～2.4mm之间；组对好后将定位焊点打磨成圆滑过渡，方便焊接时熔池在定位焊处顺畅过渡。

3.根据权利要求1所述的厚壁管窄坡口SAW自动焊接工艺方法，其特征在于：焊接电源直流反接，采用1G焊接位置单丝多层多道焊接，其焊接工艺参数为焊接电流280-320A，电弧电压28-32V，焊接速度330-380mm/min。

4.根据权利要求1所述的厚壁管窄坡口SAW自动焊接工艺方法，其特征在于还包括焊后检测步骤，包括焊缝外观检测、X射线检测、超声波检测、拉伸强度及冲击韧性试验，保证焊缝成型良好，焊缝表面无明显宏观焊接缺陷，焊缝强度达母材强度的90％，内部无微观焊接缺陷。

5.一种厚壁管窄坡口SAW自动焊焊接机头，包括焊枪、导丝机构和下料管，所述导丝机构连接在焊枪下方，所述下料管连接在焊枪的侧方，位于导丝机构的后方，其特征在于：

所述导丝机构包括固定杆(1)、上端连接件(2)、中间加长杆(3)及导电嘴(4)，所述上端连接件(2)通过螺纹与焊枪连接，并通过螺钉固定在固定杆(1)的上部，所述中间加长杆(3)通过螺钉固定在固定杆(1)的中部，所述导电嘴(4)通过螺钉固定在固定杆(1)的下部；上端连接件(2)、中间加长杆(3)及导电嘴(4)开有通孔用于穿入焊丝，孔径按焊丝规格扩放；所述下料管与固定杆(1)共面；所述上端连接件(2)的通孔作倒角处理；所述下料管导向口加工成斜口，朝向导电嘴方向；焊接机头配转角器，用于调整机头沿坡口中心线两侧作小角度移动。

6.如权利要求5所述的厚壁管窄坡口SAW自动焊焊接机头，其特征在于固定杆(1)、上端连接件(2)、中间加长杆(3)及导电嘴(4)均采用铬镐铜材质制作。