專利名稱：管道對接焊的方法及焊接成的管道的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種管道焊接方法及焊接成的管道。
背景技術(shù)：
管道與管道的連接(對接焊)在諸如石油化工、長輸管道建設(shè)、市政建設(shè)以及鍋爐電站建設(shè)等行業(yè)中應(yīng)用極為廣泛。特別是在長輸管道建設(shè)項(xiàng)目中，管道的環(huán)縫對接焊技術(shù)已經(jīng)成為制約工程進(jìn)度的瓶頸問題。目前采用的較為先進(jìn)的技術(shù)是自保戶藥芯焊絲半自動焊、STT氣保護(hù)半自動焊以及熔化極氣保護(hù)全自動焊等方法。首先，從本質(zhì)上講這些方法都屬于弧焊的范疇，其共同的缺點(diǎn)就是填充金屬要一點(diǎn)點(diǎn)的過渡到焊縫中去，所以焊接速度較慢，焊接過程控制復(fù)雜，而且影響焊接質(zhì)量的因素多不易控制。這在象西氣東輸4000多公里管道建設(shè)這樣的大型項(xiàng)目中，每一條環(huán)縫的對接時間將會成為影響工期的一個關(guān)鍵性因素，焊縫的質(zhì)量也是影響整個工程質(zhì)量的關(guān)鍵所在。其次，現(xiàn)有的管道環(huán)縫對接焊方法一般都存在著單面焊雙面成型問題，焊縫的背面成型較難控制，而背面的成型是影響管道耐腐蝕和使用壽命的關(guān)鍵所在。
傳統(tǒng)的弧焊方式進(jìn)行對接焊時坡口形式一般為V型和U型坡口，而閃光焊和國外的過渡液相擴(kuò)散焊(TLP)進(jìn)行焊接時，都是采用的直坡口。這些坡口形式都存在著對中困難、對管子的形狀誤差要求嚴(yán)格等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，旨在提供一種焊接操作簡單，焊接速度快，質(zhì)量好，接頭力學(xué)性能高的焊接管道和焊接方法。
本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)(1)將一個待焊接的管的一個端面加工成內(nèi)錐面，另一個待焊接管的一個端面加工成外錐面；(2)將上述待焊接的管中的一個固定在定夾具上，另一個管固定在動夾具上，并使兩者保持同軸；(3)將焊料放置在兩個待焊接的錐面之間；(4)移動動夾具，使上述待焊的兩根管子的兩個錐面相互套接在一起；(5)啟動位于待焊部位的加熱系統(tǒng)，對被焊部位加熱至中間的焊料發(fā)生熔化并向兩側(cè)母材擴(kuò)散；(6)保溫后停止加熱，冷卻后形成焊接接頭并將上述兩根管道連接成一體。
通過上述方法可以得到具有錐面型焊縫的管道。
上述方法中內(nèi)錐面與軸線之間的夾角為1～89度，外錐面與軸線之間的夾角為1～89度。兩個角最好為5～45度。
本發(fā)明具有下述有益效果
(1)采用了釬焊或過渡液相擴(kuò)散焊的方法代替了傳統(tǒng)的弧焊方法，焊縫一次形成，不存在熔滴過渡問題，從而可以提高焊接速度，還可以降低焊接過程的控制復(fù)雜性，容易保證質(zhì)量穩(wěn)定。
(2)中間層在加熱加壓過程中發(fā)生熔化并向母材中擴(kuò)散，邊緣部位還有少量的被擠出，因此所形成的焊縫非常的窄，接頭不存在背面和表面的成型問題，焊接變形也非常小。
(3)由于焊縫非常的薄，而且母材在焊接過程中一般不發(fā)生熔化，所以接頭的各項(xiàng)性能指標(biāo)優(yōu)良，尤其是抗腐蝕性能和致密性將大大提高。
(4)由于采用了特殊的具有創(chuàng)新性的接頭坡口形式，焊接完畢后，焊縫組織將處于壓應(yīng)力狀態(tài)，這個特點(diǎn)可以提高接頭的力學(xué)性能。


圖1 管道錐面型坡口對接焊方法圖；圖中1定夾具；2待焊管道之一；3加熱器；4動夾具；5待焊管道之二；6焊料預(yù)先放置處。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明圖中2和5分別是兩根待焊的管子，其焊接端先加工成如圖所示的錐面形狀，其中待焊管道之一2為外錐面，待焊管道之二5為內(nèi)錐面，錐面的具體形狀要根據(jù)管道尺寸等因素來具體確定，錐角為1～89度，最好為5～45度。將2固定在定夾具1上，將5固定在動夾具4上，并使兩者保持同軸。根據(jù)管的材質(zhì)選擇不同的焊料，將薄箔狀的焊料(釬料或過渡層)放置在兩個待焊接的錐面之間，如圖1中6所示的位置。然后將動夾具4沿箭頭所指的方向施加壓力，使待焊的兩根管子的兩個錐面相互套接在一起。裝夾完畢以后，啟動位于待焊部位的加熱系統(tǒng)3，用感應(yīng)加熱或者火焰加熱等方法對被焊部位進(jìn)行加熱并監(jiān)控它的溫度變化。當(dāng)升高到一定溫度后，夾在中間的焊料發(fā)生熔化并向兩側(cè)母材擴(kuò)散，保溫一定時間后停止加熱，冷卻后就形成一個焊接接頭將兩根管道連接在一起。在加熱過程中為了充分破壞表面氧化膜，并使焊料與母材更好的熔合擴(kuò)散，可以進(jìn)一步沿軸向給動夾具一側(cè)的管子加壓或沿周向轉(zhuǎn)動夾在動夾具上的管子。
權(quán)利要求
1.一種管道對接焊的方法，其特征在于，它包括下列步驟(1)將一個待焊接的管的一個端面加工成內(nèi)錐面，另一個待焊接管的一個端面加工成外錐面；(2)將上述待焊接的管中的一個固定在定夾具上，另一個管固定在動夾具上，并使兩者保持同軸；(3)將焊料置于上述兩個待焊接的錐面之間；(4)移動動夾具，使上述待焊的兩根管子的兩個錐面相互套接在一起；(5)啟動位于待焊部位的加熱系統(tǒng)，對被焊部位加熱至中間的焊料發(fā)生熔化并向兩側(cè)母材擴(kuò)散；(6)保溫后停止加熱，冷卻后形成一個焊接接頭并將上述兩根管道連接成一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的管道對焊接方法，其特征是，所述內(nèi)錐面與軸線之間的夾角為1～89度，所述外錐面與軸線之間的夾角為1～89度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的管道對接焊的方法，其特征在于，所述內(nèi)錐面與軸線之間的夾角為5～45度，所述外錐面與軸線之間的夾角為5～45度。
4.一種使用權(quán)利要求1的方法焊接成的管道，兩根管子之間設(shè)置有焊縫，其特征在于，所述焊縫為錐面型，所述管子中的一根的端部為內(nèi)錐面型，另一根管子的端部為外錐面型。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的管道，其特征在于，所述焊縫與軸線的夾角為1～89度。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的管道，其特征在于，所述焊縫與軸線的夾角為5～45度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種焊接管道和管道對接焊的方法，旨在提供一種焊接操作簡單，焊接速度快，質(zhì)量好的焊接方法。它通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)1)將一個待焊接的管的一個端面加工成內(nèi)錐面，另一個待焊接管的一個端面加工成外錐面；(2)將上述待焊接的管中的一個固定在定夾具上，另一個待焊接的管固定在動夾具上，并使兩者保持同軸；(3)將焊料放置在兩個待焊接的錐面之間；(4)移動動夾具，使上述待焊的兩根管子的兩個錐面相互套接在一起；(5)啟動位于待焊部位的加熱系統(tǒng)，對被焊部位加熱至中間的焊料發(fā)生熔化并向兩側(cè)母材擴(kuò)散；(6)保溫后停止加熱，冷卻后焊接接頭將上述兩根管道連接成一體。
文檔編號B23K37/047GK1416995SQ0214920
公開日2003年5月14日 申請日期2002年11月6日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月6日
發(fā)明者程方杰, 單平 申請人:天津大學(xué)