一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接坡口加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如圖1所示，現(xiàn)有機(jī)械式復(fù)合管是由基管I和套在所述基管I內(nèi)側(cè)的襯管2組成，基管I主要起承壓作用，其材質(zhì)一般為中高碳鋼；襯管2主要起耐腐蝕作用，其材質(zhì)一般為不銹鋼。機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管是通過基管I和襯管2之間的過盈配合達(dá)到機(jī)械貼合的，因此基管I和襯管2界面存在一定的間隙，而基管I和襯管2間隙的存在會(huì)導(dǎo)致以下問題:
[0003]一、污染物、水及水蒸氣會(huì)從管端進(jìn)入到基管I和襯管2的間隙中，影響該復(fù)合管的焊接質(zhì)量；
[0004]二、運(yùn)送過程中容易導(dǎo)致襯管2的管端變形，無(wú)法保證管道對(duì)接焊對(duì)管端橢圓度的要求。鑒于上述原因機(jī)械式復(fù)合管交貨前必須進(jìn)行端部封焊。
[0005]目前對(duì)機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊坡口的加工和設(shè)計(jì)存在以下問題:
[0006]一、由于管子橢圓度的存在導(dǎo)致加工坡口時(shí)基管I和襯管2界面常常會(huì)出現(xiàn)沒有車削完全的基管I殘余物或襯管2外表面被刀具劃傷的問題；
[0007]二、現(xiàn)有封焊坡口形式為單邊V型坡口，但封焊時(shí)在根部熔池流動(dòng)性差會(huì)造成根部出現(xiàn)未熔缺陷，嚴(yán)重影響焊縫質(zhì)量，而且由于基管I和襯管2間隙根部的熔深非常淺，在后續(xù)的對(duì)接焊工序中，由于焊前打磨和很高的焊接熱輸入量，極易導(dǎo)致封焊層被焊透而返氣，造成嚴(yán)重的焊接缺陷。圖1是單邊V型坡口封焊示意圖，其中蓋面焊層4設(shè)置在打底焊層3的外側(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法。該封焊方法通過設(shè)置封焊溝槽以有效約束打底焊接的熔池流動(dòng)，從根本上解決焊縫根部未熔的缺陷，提高了封焊質(zhì)量；由于封焊溝槽使得封焊焊縫厚度增大，并且封焊完后已經(jīng)進(jìn)行了坡口加工，因此現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊效率和質(zhì)量得以提高。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0010]步驟一、銑削機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端，使所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的基管的端面和襯管的端面相平齊；
[0011]步驟二、銑削所述基管的管端，在所述基管的管端形成第一坡口面；
[0012]步驟三、在所述第一坡口面上銑削形成橫截面為圓弧形的封焊溝槽；
[0013]步驟四、在所述封焊溝槽上對(duì)所述基管和襯管之間的間隙進(jìn)行封焊；
[0014]步驟五、銑削所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的管端形成第二坡口面，并同時(shí)將所述封焊溝槽內(nèi)的封焊余高銑削去除。
[0015]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:在步驟五完成后，在所述襯管的端部銑削出鈍邊。
[0016]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:采用主偏角為90°的第一端面車刀將所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的基管的端面和襯管的端面銑削平齊，所述第一端面車刀安裝在鏜床上；采用主偏角為10°?20°的第二端面車刀對(duì)所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端進(jìn)行銑削以形成所述第一坡口面，所述第二端面車刀安裝在鏜床上；采用安裝在鏜床上的封焊溝槽成形刀在所述第一坡口面上銑削出封焊溝槽；采用主偏角為20°?45°的第三端面車刀對(duì)所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端進(jìn)行銑削以形成所述第二坡口面，并同時(shí)將所述封焊溝槽內(nèi)的封焊余高去除，所述第三端面車刀的安裝在鏜床上；采用所述第一端面車刀在所述襯管的端部銑削出鈍邊。
[0017]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:所述第一端面車刀、第二端面車刀、第三端面車刀或封焊溝槽成形刀通過浮動(dòng)刀架安裝在鏜床上，所述浮動(dòng)刀架包括一側(cè)封閉另一側(cè)開口的U形連接塊和設(shè)置在所述U形連接塊內(nèi)的刀盤，所述刀盤上開設(shè)有用于安裝所述第一端面車刀、第二端面車刀、第三端面車刀或封焊溝槽成形刀的刀具安裝槽，所述U形連接塊的封閉側(cè)設(shè)置有豎直滑槽，所述刀盤上設(shè)置有用于沿所述豎直滑槽滑動(dòng)的引導(dǎo)條，所述刀盤上與所述豎直滑槽相鄰接的一側(cè)邊通過彈簧與所述U形連接塊相連接，所述浮動(dòng)刀架上安裝有用于與所述襯管內(nèi)壁滾動(dòng)配合的跟蹤滾輪。
[0018]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:所述刀盤上設(shè)置有用于伸入所述刀具安裝槽以頂緊所述第一端面車刀、第二端面車刀、第三端面車刀或封焊溝槽成形刀的頂緊螺栓。
[0019]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:銑削所述第一坡口面時(shí)，將安裝有所述第二端面車刀的浮動(dòng)刀架以所述襯管的端面為基準(zhǔn)向所述基管軸向推進(jìn) 2mm ?4mm η
[0020]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:銑削所述封焊溝槽時(shí)，將安裝有所述封焊溝槽成形刀的浮動(dòng)刀架以所述襯管的端面為基準(zhǔn)向所述基管軸向推進(jìn) 6mm ?8mm ο
[0021]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:銑削所述第二坡口面和去除所述封焊溝槽內(nèi)的封焊余高時(shí)，將安裝有所述第三端面車刀的浮動(dòng)刀架以所述襯管的端面為基準(zhǔn)向所述基管軸向推進(jìn)1.5mm?2.5mm。
[0022]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:銑削所述鈍邊時(shí)，將安裝有所述第一端面車刀的浮動(dòng)刀架以所述襯管的端部邊緣為基準(zhǔn)向所述基管軸向推進(jìn) 0.5mm ?Imnin
[0023]上述的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，其特征在于:在步驟四中，在所述封焊溝槽上對(duì)所述基管和襯管之間的間隙進(jìn)行封焊時(shí)，包括以下步驟:
[0024]步驟401、打底焊:在惰性氣體保護(hù)下，采用氬弧焊機(jī)在所述封焊溝槽內(nèi)進(jìn)行打底焊，并形成打底焊層；
[0025]步驟402、蓋面焊:在惰性氣體保護(hù)下，采用氬弧焊機(jī)在所述打底焊層上進(jìn)行蓋面焊，并形成蓋面焊層。
[0026]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]1、本發(fā)明通過設(shè)置橫截面為圓弧形的封焊溝槽，能有效約束打底焊接的熔池流動(dòng)，從根本上解決焊縫根部未熔的缺陷，有效提高了封焊質(zhì)量，減少了返工率，封焊探傷一次通過率達(dá)到100%。并且在后期對(duì)接焊時(shí)，由于已經(jīng)加工好坡口，因此不用現(xiàn)場(chǎng)打磨處理，提高現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊效率，同時(shí)，由于封焊溝槽使得封焊焊縫厚度增大，也不會(huì)因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊的尚熱輸入量而沖破所述焊縫返氣，引起對(duì)接焊氣孔等缺陷，進(jìn)而提尚現(xiàn)場(chǎng)對(duì)接焊的合格率。
[0028]2、本發(fā)明通過在浮動(dòng)刀架上設(shè)置跟蹤滾輪和彈簧，在彈簧的作用下，能使刀盤隨機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的橢圓度沿所述豎直滑槽滑動(dòng)，同時(shí)，跟蹤滾輪會(huì)隨著所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管橢圓度的變化而變化，并始終貼緊襯管的內(nèi)壁，使其與第一端面車刀、第二端面車刀、第三端面車刀或封焊溝槽成形刀等成形刀具之間的間隙保持為襯管的壁厚，避免機(jī)加工時(shí)受到所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管橢圓度的影響，進(jìn)而保證加工成型的第一坡口面、第二坡口面和封焊溝槽以及鈍邊的形式均勻一致，坡口的一致性也是封焊合格率高、焊接過程一致性的重要因素。
[0029]3、本發(fā)明通過在所述襯管的端部加工出鈍邊，能夠在后續(xù)的對(duì)接焊作業(yè)時(shí)，有效防止根部燒穿。
[0030]4、本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)成本低，使用效果好，便于推廣使用。
[0031]綜上所述，本發(fā)明操作簡(jiǎn)便，工作可靠性高，有效的提高了焊縫質(zhì)量，便于推廣使用。
[0032]下面通過附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0033]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊后的狀態(tài)圖。
[0034]圖2為本發(fā)明的方法流程圖。
[0035]圖3為本發(fā)明中基管端面和襯管端面銑削平齊的參考圖。
[0036]圖4為本發(fā)明中第一坡口面與基管和襯管的位置關(guān)系示意圖。
[0037]圖5為本發(fā)明中封焊溝槽與第一坡口面的位置關(guān)系示意圖。
[0038]圖6為本發(fā)明中打底焊層和蓋面焊層在封焊溝槽的位置關(guān)系示意圖。
[0039]圖7為本發(fā)明中第二坡口面與基管和襯管的位置關(guān)系示意圖。
[0040]圖8為本發(fā)明中第二坡口面與鈍邊的位置關(guān)系示意圖。
[0041]圖9為本發(fā)明中浮動(dòng)刀架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖10為本發(fā)明中封焊溝槽成形刀的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0043]圖11為本發(fā)明中采用封焊溝槽成形刀銑削封焊溝槽時(shí)的使用狀態(tài)參考圖。
[0044]附圖標(biāo)記說明:
[0045]I一基管；2—襯管；3—打底焊層；
[0046]4一蓋面焊層；5—第二坡口面；6—純邊；
[0047]7—浮動(dòng)刀架；7-1—U形連接塊； 7-2—刀盤；
[0048]7-3—刀具安裝槽；7-4—豎直滑槽；7-5—引導(dǎo)條；
[0049]7-6—跟蹤滾輪；7-7—彈簧；7-8—頂緊螺栓；
[0050]8—封焊溝槽成形刀； 8-1—刀柄；8-2—弧形刀頭；
[0051]9 一第一坡口面； 10—封焊溝槽。
【具體實(shí)施方式】
[0052]如圖2?圖8所示的一種機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端封焊方法，包括以下步驟:
[0053]步驟一、銑削機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端，使所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的基管I的端面和襯管2的端面相平齊，其中，所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的基管I的端面和襯管2的端面相平齊即所述基管I的端面和襯管2的端面均與所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的中心軸線相垂直；
[0054]結(jié)合圖3，本實(shí)施例中，在步驟一中，采用主偏角為90°的第一端面車刀將所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的基管I的端面和襯管2的端面銑削平齊，所述第一端面車刀安裝在鏜床上，這種采用安裝在鏜床上的第一端面車刀對(duì)機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端進(jìn)行銑削加工方式，有效利用鏜床帶動(dòng)第一端面車刀轉(zhuǎn)動(dòng)，從而快速高效的實(shí)現(xiàn)所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管的管端銑削加工。
[0055]步驟二、銑削所述基管I的管端，在所述基管I的管端形成第一坡口面9 ;
[0056]結(jié)合圖4，本實(shí)施例中，在步驟二中，采用主偏角為10°?20°的第二端面車刀對(duì)所述機(jī)械式雙金屬?gòu)?fù)合管管端進(jìn)行銑削以形成所述第一坡口面9，所述第二端面車刀安裝在鏜床上。在銑削所述第一坡口面9時(shí)，將安裝有所述第二端面車刀的浮動(dòng)刀架7以所述襯管2的端面為基準(zhǔn)向所述基管I軸向推進(jìn)2mm?4mm。這種采用安裝在鍵床上的第二端面車刀銑削加工出第一坡口面9，其有效利用鏜床帶動(dòng)第二端面車刀轉(zhuǎn)動(dòng)，從而快速高效的實(shí)現(xiàn)第一坡口面9的銑削加工。本實(shí)施例中，優(yōu)選的做法是，所述第二端面車刀的主偏角為15°，所以第一坡口面9的坡口面角度α也為15°。
[0057]步驟三、在所述第一坡口面9上銑削形成橫截面為圓弧形的封焊溝槽10，所述封焊溝槽10與襯管2的外壁相