[发明专利]一种预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法

权利要求书

1.一种预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，包括：

步骤一、在焊接钢管接口处加工“Y”形焊接坡口；

步骤二、清洁所述焊接坡口，并对所述焊接坡口和焊条进行预热烘干；

步骤三、通过夹具使两相焊的合金钢管固定，对焊缝附近的钢管进行预热并进行保温，使所述焊接坡口内的氢扩散；

步骤四、检测钢管直径、钢管厚度和焊接环境温度，并将其输入模糊控制器得到焊接速度，利用焊条进行打底焊接；

步骤五、采用惰性气体保护焊接区域，对所述焊接区域分层填充焊接，焊缝的厚度1～2mm；在焊接时的焊接速度120～300mm/min；

步骤六、对焊接区域进行缓慢降温处理；

所述步骤六的缓慢降温处理曲线为：

其中，T(t)为焊接区域温度，t为降温时间，R_m为焊接管厚度，T_h为焊接温度，T₀为定义的临界温度，η为裂变系数，B为钢管长度，K₁为第一温变系数，K₂为第二温变系数，θ为单位热量。

2.根据权利要求1所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述“Y”形焊接坡口的角度为30°-35°。

3.根据权利要求2所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述步骤二的清洁过程包括：

首先，利用80～200目的砂纸对所述焊接坡口进行打磨，去除焊缝处的铁锈和杂质；

然后，在所述焊接坡口处喷涂清洁剂，并利用温水冲洗；

其中，所述清洁剂由水、表面活性剂和乙醇组成，其质量份数为，水：表面活性剂：乙醇＝12：1:6。

4.根据权利要求3所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述步骤二中的焊接坡口和所述焊条的烘干温度为40-60℃。

5.根据权利要求1所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述步骤三中的保温温度为200-300℃，保温时间为2-3h。

6.根据权利要求5所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述步骤四中的模糊控制器工作过程为：

将所述钢管直径与预设钢管直径比较得到钢管直径偏差信号，将所述钢管厚度与预设钢管厚度比较得到钢管厚度偏差信号，将所述焊接环境温度与预设焊接环境温度比较得到焊接温度偏差信号；

将所述焊接温度偏差信号经过微分计算得到焊接温度偏差变化率信号；

将所述钢管直径偏差信号、所述钢管厚度偏差信号和所述焊接温度偏差变化率信号共同经过放大后输入模糊控制器，输出为焊接速度。

7.根据权利要求1或6所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述钢管直径偏差信号、所述钢管厚度偏差信号和所述焊接温度偏差变化率信号的模糊集为：{NB，NM，NS，ZR，PS，PM，PB}，NB表示负大，NM表示负中，NS表示负小，ZR表示零，PS表示正小，PM表示正中，PB表示正大，它们的论域为：{-6，-5，-4，-3，-2，-1，0，1，2，3，4，5，6}。

8.根据权利要求7所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述模糊控制器的输入变量的隶属度函数选择三角形隶属度函数。

9.根据权利要求7所述的预防延迟裂纹的高温合金钢管焊接方法，其特征在于，所述惰性气体采用氩气和/或氦气。