专利名称：管道对接焊的方法及焊接成的管道的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种管道焊接方法及焊接成的管道。
背景技术：
管道与管道的连接(对接焊)在诸如石油化工、长输管道建设、市政建设以及锅炉电站建设等行业中应用极为广泛。特别是在长输管道建设项目中，管道的环缝对接焊技术已经成为制约工程进度的瓶颈问题。目前采用的较为先进的技术是自保户药芯焊丝半自动焊、STT气保护半自动焊以及熔化极气保护全自动焊等方法。首先，从本质上讲这些方法都属于弧焊的范畴，其共同的缺点就是填充金属要一点点的过渡到焊缝中去，所以焊接速度较慢，焊接过程控制复杂，而且影响焊接质量的因素多不易控制。这在象西气东输4000多公里管道建设这样的大型项目中，每一条环缝的对接时间将会成为影响工期的一个关键性因素，焊缝的质量也是影响整个工程质量的关键所在。其次，现有的管道环缝对接焊方法一般都存在着单面焊双面成型问题，焊缝的背面成型较难控制，而背面的成型是影响管道耐腐蚀和使用寿命的关键所在。
传统的弧焊方式进行对接焊时坡口形式一般为V型和U型坡口，而闪光焊和国外的过渡液相扩散焊(TLP)进行焊接时，都是采用的直坡口。这些坡口形式都存在着对中困难、对管子的形状误差要求严格等不足。
发明内容
本发明为了克服现有技术中的不足之处，旨在提供一种焊接操作简单，焊接速度快，质量好，接头力学性能高的焊接管道和焊接方法。
本发明通过下述技术方案实现(1)将一个待焊接的管的一个端面加工成内锥面，另一个待焊接管的一个端面加工成外锥面；(2)将上述待焊接的管中的一个固定在定夹具上，另一个管固定在动夹具上，并使两者保持同轴；(3)将焊料放置在两个待焊接的锥面之间；(4)移动动夹具，使上述待焊的两根管子的两个锥面相互套接在一起；(5)启动位于待焊部位的加热系统，对被焊部位加热至中间的焊料发生熔化并向两侧母材扩散；(6)保温后停止加热，冷却后形成焊接接头并将上述两根管道连接成一体。
通过上述方法可以得到具有锥面型焊缝的管道。
上述方法中内锥面与轴线之间的夹角为1～89度，外锥面与轴线之间的夹角为1～89度。两个角最好为5～45度。
本发明具有下述有益效果
(1)采用了钎焊或过渡液相扩散焊的方法代替了传统的弧焊方法，焊缝一次形成，不存在熔滴过渡问题，从而可以提高焊接速度，还可以降低焊接过程的控制复杂性，容易保证质量稳定。
(2)中间层在加热加压过程中发生熔化并向母材中扩散，边缘部位还有少量的被挤出，因此所形成的焊缝非常的窄，接头不存在背面和表面的成型问题，焊接变形也非常小。
(3)由于焊缝非常的薄，而且母材在焊接过程中一般不发生熔化，所以接头的各项性能指标优良，尤其是抗腐蚀性能和致密性将大大提高。
(4)由于采用了特殊的具有创新性的接头坡口形式，焊接完毕后，焊缝组织将处于压应力状态，这个特点可以提高接头的力学性能。
图1 管道锥面型坡口对接焊方法图；图中1定夹具；2待焊管道之一；3加热器；4动夹具；5待焊管道之二；6焊料预先放置处。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步说明图中2和5分别是两根待焊的管子，其焊接端先加工成如图所示的锥面形状，其中待焊管道之一2为外锥面，待焊管道之二5为内锥面，锥面的具体形状要根据管道尺寸等因素来具体确定，锥角为1～89度，最好为5～45度。将2固定在定夹具1上，将5固定在动夹具4上，并使两者保持同轴。根据管的材质选择不同的焊料，将薄箔状的焊料(钎料或过渡层)放置在两个待焊接的锥面之间，如图1中6所示的位置。然后将动夹具4沿箭头所指的方向施加压力，使待焊的两根管子的两个锥面相互套接在一起。装夹完毕以后，启动位于待焊部位的加热系统3，用感应加热或者火焰加热等方法对被焊部位进行加热并监控它的温度变化。当升高到一定温度后，夹在中间的焊料发生熔化并向两侧母材扩散，保温一定时间后停止加热，冷却后就形成一个焊接接头将两根管道连接在一起。在加热过程中为了充分破坏表面氧化膜，并使焊料与母材更好的熔合扩散，可以进一步沿轴向给动夹具一侧的管子加压或沿周向转动夹在动夹具上的管子。
权利要求
1.一种管道对接焊的方法，其特征在于，它包括下列步骤(1)将一个待焊接的管的一个端面加工成内锥面，另一个待焊接管的一个端面加工成外锥面；(2)将上述待焊接的管中的一个固定在定夹具上，另一个管固定在动夹具上，并使两者保持同轴；(3)将焊料置于上述两个待焊接的锥面之间；(4)移动动夹具，使上述待焊的两根管子的两个锥面相互套接在一起；(5)启动位于待焊部位的加热系统，对被焊部位加热至中间的焊料发生熔化并向两侧母材扩散；(6)保温后停止加热，冷却后形成一个焊接接头并将上述两根管道连接成一体。
2.根据权利要求1所述的管道对焊接方法，其特征是，所述内锥面与轴线之间的夹角为1～89度，所述外锥面与轴线之间的夹角为1～89度。
3.根据权利要求1或2所述的管道对接焊的方法，其特征在于，所述内锥面与轴线之间的夹角为5～45度，所述外锥面与轴线之间的夹角为5～45度。
4.一种使用权利要求1的方法焊接成的管道，两根管子之间设置有焊缝，其特征在于，所述焊缝为锥面型，所述管子中的一根的端部为内锥面型，另一根管子的端部为外锥面型。
5.根据权利要求4所述的管道，其特征在于，所述焊缝与轴线的夹角为1～89度。
6.根据权利要求4或5所述的管道，其特征在于，所述焊缝与轴线的夹角为5～45度。
全文摘要
本发明公开了一种焊接管道和管道对接焊的方法，旨在提供一种焊接操作简单，焊接速度快，质量好的焊接方法。它通过下述技术方案实现1)将一个待焊接的管的一个端面加工成内锥面，另一个待焊接管的一个端面加工成外锥面；(2)将上述待焊接的管中的一个固定在定夹具上，另一个待焊接的管固定在动夹具上，并使两者保持同轴；(3)将焊料放置在两个待焊接的锥面之间；(4)移动动夹具，使上述待焊的两根管子的两个锥面相互套接在一起；(5)启动位于待焊部位的加热系统，对被焊部位加热至中间的焊料发生熔化并向两侧母材扩散；(6)保温后停止加热，冷却后焊接接头将上述两根管道连接成一体。
文档编号B23K37/047GK1416995SQ0214920
公开日2003年5月14日 申请日期2002年11月6日 优先权日2002年11月6日
发明者程方杰, 单平 申请人:天津大学