[发明专利]一种脉冲电流辅助LSAW管焊接过程的装置及使用方法

说明书

本发明涉及一种脉冲电流辅助LSAW管焊接过程的装置及使用方法，其包括螺帽、石墨电极、底座、梁、第一支架、第二支架、伺服电机、齿轮、安装环和安装臂，所述螺帽和石墨电极同轴安装在底座上，所述石墨电极和底座之间安装弹簧，螺帽、石墨电极和底座设置两组通过紧固螺栓分别安装在梁上，所述梁的另一面通过螺栓分别安装第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架采用绝缘材料制成，所述第一支架和第二支架远离梁的端部通过螺栓安装上安装环，所述安装环同轴远离梁的方向安装安装臂。本发明能有效使热影响区晶粒细化、位错密度增加以及焊后残余应力减小，提高热影响区组织的均匀性，从而提高LSAW管在实际服役过程中的可靠性。

技术领域

本发明涉及一种脉冲电流辅助LSAW管焊接过程的装置及使用方法，属于直缝双面埋弧焊管的技术领域。

背景技术

近十年，我国天然气的产量和消费量保持持续增长的趋势，而天然气产地距离需求地甚远，需要管道输送。目前，我国一类地区天然气输送网络采用螺旋埋弧焊管，而二、三、四类地区采用直缝埋弧焊管或高频直缝焊管；而国外天然气输送干线以直缝埋弧焊管为主体，螺旋埋弧焊管较少。长期以来，直缝埋弧焊管由于输送压力高、管径大和厚壁等特点，其优越性越来越突显。

直缝双面埋弧焊管主要采用UOE/JCOE成型技术，其具有一条纵向焊缝，内、外焊缝均采用一次埋弧焊焊成。传统的单丝埋弧焊速度过慢而导致热输入过大，致使焊缝和热影响区晶粒粗大，塑性和韧性大幅度下降。而多丝埋弧焊不仅提高了熔敷率，而且加快了焊接速度，降低了焊接热输入，提高了接头的塑性和韧性，使得焊缝的化学成分十分接近母材，因此市场上的直缝双面埋弧焊管内、外焊多采用多丝埋弧焊。然而，即使试验性能很好的直缝双面埋弧焊管在实际服役中有时也会发生泄漏，这主要因为测得的试验性能实际上是母材、焊缝和热影响区性能的综合反映，并未反映焊接接头最薄弱部分的韧性情况，而热影响区各部分距离熔合线远近不同，所经受的热循环相异，这就使得热影响区组织分布极不均匀，热影响区是直缝双面埋弧焊管焊接接头最薄弱的区域。

因此，如何解决直缝双面埋弧焊管热影响区组织分布极不均匀的问题，具有重要的工程实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种脉冲电流辅助LSAW管焊接过程的装置及使用方法，能有效使热影响区晶粒细化、位错密度增加以及焊后残余应力减小，提高热影响区组织的均匀性，从而提高LSAW管在实际服役过程中的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种脉冲电流辅助LSAW管焊接过程的装置及使用方法，包括螺帽、石墨电极、底座、梁、第一支架、第二支架、伺服电机、齿轮、安装环和安装臂，所述螺帽和石墨电极同轴安装在底座上，所述石墨电极和底座之间安装弹簧，螺帽、石墨电极和底座设置两组通过紧固螺栓分别安装在梁上，所述梁的另一面通过螺栓分别安装第一支架和第二支架，所述第一支架和第二支架采用绝缘材料制成，所述第一支架和第二支架远离梁的端部通过螺栓安装上安装环，安装环竖直摆放，所述安装环同轴远离梁的方向安装安装臂。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述石墨电极伸出螺帽的距离为15-20mm，所述螺帽拧动带动石墨电极压紧弹簧。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述石墨电极的远离螺帽的端部设置成30°-45°倾角形状。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述底座制成滑块，可在梁内进行调节距离，通过紧固螺栓固定。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述梁通过设置连接柱与第一支架和第二支架连接，所述连接柱与第一支架和第二支架相连接的位置处设置角度与石墨电极顶部相同。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述第一支架与第二支架远离梁的尾部设置齿轮相互啮合，所述齿轮连接伺服电机，所述伺服电机固定在安装臂上。