專利名稱：一種管板焊焊接接頭工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及進行管、板焊接時焊接接頭工藝措施的改進。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中管、板之間的密封焊接加工已經(jīng)為常規(guī)技術(shù)手段。但隨著設(shè)備中介質(zhì)的改變，壓力的增加，對管板焊接的要求逐步提高。常規(guī)的管板焊接結(jié)構(gòu)如圖8、9所示，焊料3形成的熔池填充在焊接坡口中，但由于焊料3的流動性較低，坡口下部尖角(一圈)部位容易出現(xiàn)若干空隙30。該處空隙30會出現(xiàn)以下問題1、殼程腐蝕介質(zhì)易存留，擴大空隙30 ;2、管壁母線焊接長度不均，造成焊接軸向力不等，產(chǎn)生不規(guī)則的內(nèi)應(yīng)力；降低焊接部位的軸向連接力。對上述焊接縫進行“探傷拍片”時，會很清楚地發(fā)現(xiàn)存在的空隙30。為此，國家知識產(chǎn)權(quán)局“申請?zhí)?01110038817. 4，申請日:2011-2_16，名稱一 種換熱器管板與換熱管焊接接頭的焊接方法”的專利文獻，公開了一種換熱器管板與換熱管焊接接頭的焊接方法，如圖9所示，在換熱管與管板組裝中采用凹進管板表面O. 5-lmm的結(jié)構(gòu)。該文中聲稱這樣在焊接中鶴極很各易地深入到換熱管與管板夾角根部，在自溶焊接時，電弧能到達尖角位置，根部能夠完全熔透，不留任何空腔，防止了殼程腐蝕介質(zhì)的存留，避免間隙腐蝕，提高了焊縫的使用壽命。但技術(shù)方案存在兩個方面的問題(如圖10所示)
第一、焊料3凝固后形成的焊接區(qū)域在管I外壁上的連接高度L降低，使得管I、板2之間軸向連接力也隨之降低。第二、自熔時會存在兩個弊端，一是管壁會“熔穿”，原因是板2由于尺寸大，能吸收更多的熱能；管I尺寸小，吸收的熱能少，在等量吸收氬弧焊機鎢極4的熱能時，管I “燒穿” 了(燒蝕孔10)的情況下，板2可能還未達到自熔程度。二是管口內(nèi)側(cè)會“過燒”；從該文獻的圖3 (本案附圖10)可以清楚地看出，該對比文件的技術(shù)方案焊料3凝固后覆蓋了管I的管頭端面，使得管頭內(nèi)口形成一圈“過燒”區(qū)11 (管I 一般采用耐腐蝕的不銹鋼制作)，會嚴重降低設(shè)備管程的耐腐蝕能力，影響管程接頭部位的連接強度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上問題，提供了一種在確保焊縫無隙的同時，能增加軸向連接力，且焊接后不損傷管體的管板焊焊接接頭工藝。本發(fā)明的技術(shù)方案是所述板面上開設(shè)有用于穿設(shè)所述管的通孔，所述通孔的孔口處開設(shè)倒錐臺形的焊接坡口，所述焊接工藝包括利用氬弧焊機對坡口底端尖角處的自熔焊工序和填絲焊接工序，在所述坡口底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊；在進行所述自熔焊接工序時，將所述氬弧焊機的鎢極對準(zhǔn)所述凸唇翻邊的凸唇的外側(cè)位置行走，使得所述凸唇翻邊熔化，在坡口的底部形成一圈自溶性熔池，且所述自溶性熔池將所述管的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體；
然后，再實施所述填絲焊接工序。
所述焊接坡口的坡口角度為60°彡α >45°。所述管的頂端口高于所述板面2. 5-3. 5mm ;所述填絲焊接后焊料頂部的高度低于所述管的頂端口高度。所述凸唇翻邊中凸唇根部寬度小于所述管壁的厚度。本發(fā)明在坡口底部設(shè)置一圈凸唇翻邊，該凸起部位相對板本體和管的尺寸較小，熱傳導(dǎo)路徑狹小，選擇適當(dāng)尺寸，在鎢極作用下受熱時能先熔化，管壁表面后“微量”熔化，進而迅速有效地形成自熔性的熔池，使得管與板在坡口根部自熔為一體。自熔過程中，在氬氣保護及脈沖的作用下熔池頂面形成自然的凹弧形；該熔池不僅能將管、板之間的間隙配合縫隙填滿、“粘”牢，同時該熔池頂面不同于金加工的坡口表面和管壁的表面(無氧化因素)，在進行后道填絲焊接時，與焊料的聯(lián)接性能更好，不會在熔池頂面與焊料之間殘留空隙。然后，再采用常規(guī)的填絲焊接工序，使管、板焊接起來。本發(fā)明對坡口底部結(jié)構(gòu)進行改進后，結(jié)合焊接工藝的調(diào)整，即便管的頂部高于板面，也能有效避免管壁燒蝕，確保坡口底部無空隙。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，在確保探傷拍片合格率的情況下，能避免管壁燒蝕，有·效增加焊接強度和軸向焊接力的均勻性(各母線上軸向力一致，能避免軸向焊接力不均勻形成的徑向內(nèi)應(yīng)力)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2是本發(fā)明中坡口加工的第一道工序示意圖，
圖3是本發(fā)明中坡口加工的第二道工序示意圖，
圖4是圖I中I處局部放大圖，
圖5是本發(fā)明自熔焊接后形成的自熔性熔池的示意圖，
圖6是圖I的俯視圖，
圖7是圖6中A-A局部剖視圖，
圖8是本發(fā)明背景技術(shù)一的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖9是圖8的俯視圖，
圖10是本發(fā)明背景技術(shù)二的結(jié)構(gòu)示意 圖中I是管，10是燒蝕孔，11是過燒區(qū)；
2是板，21是通孔，22是坡口，220是坡口的平底，221是凸唇翻邊，222是自溶性熔池； 3是焊料，30是空隙，31是外角焊縫；4是鎢極；
圖中α是坡口的角度，L是連接高度，h是凸唇根部寬度。
具體實施例方式本發(fā)明如圖1-7所示，所述板2板面上開設(shè)有用于穿設(shè)所述管I的通孔21，所述通孔21的孔口處開設(shè)倒錐臺形的焊接坡口 22，所述焊接工藝包括利用氬弧焊機對坡口底端尖角處的自熔焊工序和填絲焊接工序，在所述坡口 22底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊221 ;在進行所述自熔焊接工序時，將所述氬弧焊機的鎢極4對準(zhǔn)所述凸唇翻邊221的凸唇的外側(cè)位置行走，使得所述凸唇翻邊221熔化，在坡口 22的底部形成一圈自溶性熔池222，且所述自溶性熔池222將所述管I的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體；凸唇翻邊221熔化過程中，由于其尺寸小于管I的厚度，且鎢極4對準(zhǔn)凸唇的外側(cè)(靠近斜坡面的一側(cè))能夠有效吸收鎢極4的熱能，先熔，避免管I燒穿。然后，再實施所述填絲焊接工序。在此需要進行說明的是本發(fā)明的凸唇翻邊221的加工過程如圖2、3所示，首先開設(shè)如圖2所示的坡口，形成坡口的平底220 ;然后，再采用符合凸唇翻邊形狀的專用立銑刀對坡口的平底220進行再加工，形成所述的凸唇翻邊221 ;鑒于該金加工方案及根據(jù)凸唇翻邊的形狀制備專用銑刀屬于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)的技術(shù)，此處不再贅述。然后再實施所述填絲焊接工序。所述焊接坡口的坡口角度為60°彡α >45° ;設(shè)置該角度一是出于加工本發(fā)明坡口 22及凸唇翻邊221的需要；二是便于形成本發(fā)明中具有一定體積的自熔性熔池222。所述管I的頂端口高于所述板2面2. 5-3. 5mm ;所述填絲焊接后焊料3頂部的高度·低于所述管I的頂端口高度。這樣能有效避免管I管口內(nèi)出現(xiàn)過燒現(xiàn)象。需要說明的是，即便焊料3的頂部高度低于管I端口高度，其有效連接高度L仍高于板面，形成一定的外角焊縫31 (如圖7所示)，確保焊接后的軸向連接力。所述凸唇翻邊221中凸唇根部寬度h小于所述管I壁的厚度。但需保持一定的熔化體積，最佳狀態(tài)是該凸唇翻邊221熔化后能填充至坡口高度1/3 ;這可以通過增加其高度、數(shù)量(設(shè)置多道翻邊)來實現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種管板焊焊接接頭工藝，所述板面上開設(shè)有用于穿設(shè)所述管的通孔，所述通孔的孔口處開設(shè)倒錐臺形的焊接坡口，所述焊接工藝包括利用氬弧焊機對坡口底端尖角處的自熔焊工序和填絲焊接工序，其特征在于，在所述坡口底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊；在進行所述自熔焊接工序時，將所述氬弧焊機的鎢極對準(zhǔn)所述凸唇翻邊的凸唇的外側(cè)位置行走，使得所述凸唇翻邊熔化，在坡口的底部形成一圈自溶性熔池，且所述自溶性熔池將所述管的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體； 然后，再實施所述填絲焊接工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種管板焊焊接接頭工藝，其特征在于，所述焊接坡口的坡口角度為=60°彡α > 45°。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種管板焊焊接接頭工藝，其特征在于，所述管的頂端口高于所述板面2. 5-3. 5mm ;所述填絲焊接后焊料頂部的高度低于所述管的頂端口高度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種管板焊焊接接頭工藝，其特征在于，所述凸唇翻邊中凸唇根部寬度小于所述管壁的厚度。
全文摘要
一種管板焊焊接接頭工藝。涉及進行管、板焊接時焊接接頭工藝措施的改進。提供了一種在確保焊縫無隙的同時，能增加軸向連接力，且焊接后不損傷管體的管板焊焊接接頭工藝。所述板面上開設(shè)有用于穿設(shè)所述管的通孔，所述通孔的孔口處開設(shè)倒錐臺形的焊接坡口，所述焊接工藝包括自熔焊工序和填絲焊接工序，在所述坡口底端的下口緣處設(shè)有一圈凸唇翻邊；在進行所述自熔焊接工序時，使得所述凸唇翻邊熔化，在坡口的底部形成一圈自溶性熔池，且所述自溶性熔池將所述管的外壁和坡口底端尖角處熔接為一體；本發(fā)明對坡口底部結(jié)構(gòu)進行改進后，結(jié)合焊接工藝的調(diào)整，即便管的頂部高于板面，也能有效避免管壁燒蝕，確保坡口底部無空隙。
文檔編號B23K101/14GK102896407SQ20121039888
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月18日
發(fā)明者孫承明 申請人:揚州萬福壓力容器有限公司