[发明专利]环缝焊接防氧化保护装置及其集箱筒身焊接方法

说明书

本发明公开了一种环缝焊接防氧化保护装置及其集箱筒身焊接方法，包括支撑件，用于支撑待焊接管道对接焊缝两侧管道；环形管道，用于通入惰性气体的非闭环的环形管道，固定在支撑件上，环形管道的轴线平行于支撑件与管道的支撑面；出气孔，等距设置在环形管道的外径一侧，采用环形管道使惰性气体的通入路径与待焊接管道上焊缝的形状一致，同时设置多个出气孔，使惰性气体在焊缝根部汇集，能够对焊缝的根部进行有效防氧化保护，从而提高焊接质量。

技术领域

本发明涉及锅炉技术领域，尤其是一种环缝焊接防氧化保护装置及其集箱筒身焊接方法。

背景技术

集箱是锅炉工质混合、保证工质均匀加热的管件。通常工业锅炉的炉墙是由一排排的管子(水冷壁)拼接起来构成的，但锅炉体积庞大，结构复杂，不能保证所有的管子里的工质的吸热量都是一样的，不同的部位吸热量相差很多，安装集箱可以让各个管子里面的工质在这里汇合，再分配的下一级各根管子里去，这样可以减少热偏差，使得工质的吸热、流动、锅炉的冷却、锅炉热效率都得到优化提高；另外，锅炉上、中、下部分各段管子的规格大小、管子数量以及布置方式都不同，集箱就负责连接各段，保证工质的流通顺畅。在制作集箱过程中，会在集箱筒体沿径向、轴向均钻多个孔形成焊接坡口，然后在坡口上焊接管接头，集箱筒体上的管接头一般有两种，一种是直径超过101.6mm的大直径管接头，如集箱端盖和环缝附近开设的手孔管接头和阀座。另一种是直径小于101.6mm的小直径管接头，用于集箱与省煤器、过热器和再热器等管屏组焊。在集箱筒体全长度上焊有大量密排的小直径管接头，有的是长度小于300mm的短管接头，也有的是弯成一定形状长度为300～1700mm的长管接头。

在锅炉行业中随着当前钢材等级逐步提高，产品焊接质量要求也随之提高，尤其在高等级材料的环缝焊接方面，其焊接质量控制及焊接材料性能，焊接产品运行使用寿命方面均得到广泛重视。而防氧化工作是高等级材料的环缝焊接的重要质量控制因素之一，例如目前较为普及的SA-335P91、SA-335P92材料在锅炉集箱焊接上的运用，其环缝焊接中的氩弧焊打底的防氧化工作尤为重要。目前市场上集箱环缝焊接的氩弧焊焊接防氧化采用以下方式：1)采用在焊接坡口上喷涂防氧化保护剂，这种方式不能对集箱筒身内壁进行防氧化保护，未将焊接部位与空气完全隔绝，焊接部位易氧化；2)高等级材料的焊接一般需要预热，温度大约在220℃以上，现有的氩弧焊防氧化保护装置不能在高温下工作；3)在钢管较长的情况下，想要将防氧化装置安装在集箱筒身内部较为困难；4)在防氧化装置工作时未能精准定位焊缝位置，不能环缝进行完全防氧化保护。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种环缝焊接防氧化保护装置及其集箱筒身焊接方法，能够对集箱筒身材料的环缝焊接进行有效防氧化保护，从而提高焊接质量、延长集箱的焊接管头的使用寿命，同时大量减少惰性气体的填充量。

本发明所采用的技术方案是：环缝焊接防氧化保护装置，包括支撑件，用于支撑待焊接管道对接焊缝两侧管道；环形管道，用于通入惰性气体的非闭环的环形管道，固定在支撑件上，环形管道的轴线平行于支撑件与管道的支撑面；出气孔，等距设置在在环形管道的外径一侧，采用环形管道使惰性气体的通入路径与待焊接管道上焊缝的形状一致，同时设置多个出气孔，使惰性气体在焊缝根部汇集，能够对焊缝的根部进行有效防氧化保护，从而提高焊接质量。

进一步地，环形管道上还连接有两个以上拉筋板，拉筋板两端固定在支撑件上，保证通入气体时环形管道的轴线平行于支撑件与管道的支撑面，从而保证出气孔能够精准对焊接坡口喷射惰性气体。

进一步地，支撑件、环形管道、拉筋板均由钢材制成，适用高温条件下进行焊接工作。

进一步地，环形管道包括顺次连通的进气口端、环形管体、出气口端，进气口端垂直环形管体设置且位于环形管体的中心设置，环形管体未封闭的一端为出气口端，保证通入惰性气体时不影响环形管体的平衡。