一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置及工藝制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置及工藝，能夠?qū)崿F(xiàn)高效消除焊縫局部過熱現(xiàn)象。其技術(shù)方案為：包括機(jī)械骨架、冷卻套I、冷卻套II、冷卻套III、冷卻套IV、懸掛桿I、懸掛桿II、注水管和注氬氣管；所述的冷卻套III和冷卻套IV的內(nèi)側(cè)與焊接管道接觸，所述的冷卻套III和冷卻套IV的外側(cè)設(shè)有機(jī)械骨架，所述的機(jī)械骨架的外側(cè)設(shè)有冷卻套I和冷卻套II，所述的冷卻套I、機(jī)械骨架與冷卻套III之間形成的空腔為蓄水腔，所述的冷卻套II、機(jī)械骨架與冷卻套IV之間形成的空腔為氬氣腔；所述的冷卻套I的外側(cè)設(shè)有懸掛桿I和注水管，所述的冷卻套II的外側(cè)設(shè)有懸掛桿II和注氬氣管。

Device and process for eliminating local overheating effect in pipe welding process

The invention discloses a device and a process for eliminating local overheating effect in the process of pipe welding, which can effectively eliminate the local overheating of the welding seam. The technical scheme includes: mechanical skeleton, I, cooling cooling jacket sets of II, III, IV cooling jacket cooling jacket, a hanging rod, a hanging rod, I II water injection pipe and injecting argon trachea; the inner side of the cooling jacket and a cooling sleeve IV and III welding pipe contact, the outer side of the cooling jacket III IV and a cooling sleeve is provided with a mechanical skeleton, the outer mechanical skeleton is provided with cooling and cooling set I set of II cavity is formed between the cooling jacket I, mechanical skeleton and III for the water cooling cavity, cavity is formed between the cooling jacket II, mechanical skeleton and cooling jacket for IV argon gas cooling cavity; the outer side of the set of I is provided with a suspension rod I and water injection pipe, the outer side of the cooling jacket II is provided with a suspension rod II and argon injection pipe.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置及工藝
本專利技術(shù)涉及管道焊接領(lǐng)域，特別是涉及一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置及工藝。
技術(shù)介紹
管道運輸作為鐵路、公路、海運、民用航空和長輸管道五大運輸行業(yè)之一，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用。其輸送介質(zhì)以常見的石油、天然氣為主，另外還有工業(yè)用氣體和化學(xué)液體。管道網(wǎng)的構(gòu)建需要有效的管道焊接工藝來實施；此外，高效節(jié)能理念的提倡，對管道的高效連接提出了要求。常見的焊接方法有電弧焊、激光焊、閃光對焊、高頻旋弧焊、軸向摩擦焊、徑向摩擦焊等。電弧焊是應(yīng)用最為廣泛的熔焊方法，也是管道焊接中常用的焊接工藝之一。在管道焊接過程中，常常由于焊接引起的局部過熱現(xiàn)象，出現(xiàn)穿透、合金元素?zé)龘p以及焊后應(yīng)力集中等現(xiàn)象。不僅僅影響焊縫的良好成形，同時也嚴(yán)重影響了管道的生產(chǎn)質(zhì)量。另一方面，TP304和TP347兩種奧氏體耐熱不銹鋼是受壓管道常用材料。但是，經(jīng)過測量發(fā)現(xiàn)，在焊接過程中，焊接接頭非常容易停留在400～500℃這個溫度區(qū)間。根據(jù)“碳化物析出造成晶間貧鉻”理論，在450～850℃溫度范圍內(nèi)，碳和鉻非常容易在奧氏體晶粒邊界處聚集形成碳化鉻，使得在奧氏體晶粒邊界處出現(xiàn)貧鉻現(xiàn)象，極易引起晶間腐蝕。同時，F(xiàn)e-Gr合金在400～550℃溫度區(qū)間長期停留，極易出現(xiàn)一種特殊脆性，稱為437℃脆性。因此，為了實現(xiàn)在焊接過程中獲得成形良好的焊縫，消除局部過熱是管道制造過程中不可缺少的一個環(huán)節(jié)。對管道焊接過程中，消除過熱的常用方法是采用冷水強(qiáng)制降溫的方法，即焊工在施焊時，旁邊放上一桶冷水，每焊完一層焊道就采用浸透冷水的棉紗頭擦拭冷卻焊縫，使得焊縫金屬的溫度驟降到150℃左右，在進(jìn)行下一道的焊接。除此之外，在焊接過程中，采用手工氬弧焊的方法進(jìn)行打底，利用氬氣的保護(hù)效果，防止合金元素氧化和燒損。但是，利用手動的方式進(jìn)行消除局部過熱的方式，管道生產(chǎn)效率低，產(chǎn)品優(yōu)化率不高。而且傳統(tǒng)冷卻方法應(yīng)用比較局限，對于大口徑管道焊接并不適用。綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中對于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的問題，尚缺乏有效的解決方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本專利技術(shù)提供了一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置及工藝，采用機(jī)械自動化的方式，實現(xiàn)高效消除焊縫局部過熱現(xiàn)象。一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，包括機(jī)械骨架、冷卻套I、冷卻套II、冷卻套III、冷卻套IV、懸掛桿I、懸掛桿II、注水管和注氬氣管；所述的冷卻套III和冷卻套IV的內(nèi)側(cè)與焊接管道接觸，所述的冷卻套III和冷卻套IV的外側(cè)設(shè)有機(jī)械骨架，所述的機(jī)械骨架的外側(cè)設(shè)有冷卻套I和冷卻套II，所述的冷卻套I、機(jī)械骨架與冷卻套III之間形成的空腔為蓄水腔，所述的冷卻套II、機(jī)械骨架與冷卻套IV之間形成的空腔為氬氣腔；所述的冷卻套I的外側(cè)設(shè)有懸掛桿I和注水管，所述的冷卻套II的外側(cè)設(shè)有懸掛桿II和注氬氣管。進(jìn)一步的，所述的冷卻套I、冷卻套II、冷卻套III和冷卻套IV為半圓柱形。進(jìn)一步的，所述的冷卻套III和冷卻套IV上設(shè)有均勻分布的通氣孔。進(jìn)一步的，所述的機(jī)械骨架由三個半圓弧形支撐件連接而成；所述的機(jī)械骨架和冷卻套I、冷卻套II通過緊固件連接；通過機(jī)械骨架的將兩個腔室分開，從而避免氬氣與水蒸氣混合。進(jìn)一步的，所述的懸掛桿I和懸掛桿II分別設(shè)于冷卻套I和冷卻套II的外側(cè)邊緣位置。進(jìn)一步的，所述的注水管與蓄水腔連通，所述的注氬氣管與氬氣腔連通。一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的工藝，其特征在于：包括以下步驟：步驟1對管道焊接處進(jìn)行清洗，除去氧化物、油漬、其他雜質(zhì)等，以免影響焊接質(zhì)量；步驟2將蓄水腔和氬氣腔分別充入冷水和氬氣，利用懸掛桿I和懸掛桿II將裝置懸掛在空中，避免裝置與焊接管道緊密接觸；步驟3采用TIG/MAG復(fù)合焊接方式，先利用TIG焊槍焊接打底，再利用MAG焊槍對焊縫進(jìn)行覆蓋，通過氬氣保護(hù)的方式，保證焊縫的良好成形以及防止合金元素?zé)龘p；步驟4焊接結(jié)束后，利用懸吊車使裝置脫離焊接管道。進(jìn)一步的，所述的步驟2中在氬氣腔充入氬氣，在蓄水腔充入冷水，在氣壓和水壓的作用下，通過通氣孔形成水蒸氣以及保護(hù)氣，起到保護(hù)焊縫以及消除局部過熱現(xiàn)象的作用。進(jìn)一步的，所述的步驟3中利用氬氣和水蒸氣對焊縫降溫，將焊縫溫度快速冷卻至150℃以下，避免焊縫在400～500℃這個溫度區(qū)間停留，進(jìn)而消除焊縫局部過熱現(xiàn)象。進(jìn)一步的，所述的步驟3中TIG焊槍采用直流正接方式，MAG焊接采用直流反接方式。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果是：1、在焊接過程中，采用在氬氣腔充入氬氣，在蓄水腔充入冷水的方式，且保證兩個腔室內(nèi)足夠的氣壓和水壓，由于在兩個腔室下面有多個均勻排列的通氣孔，在氣壓和水壓的作用下，通過通氣孔形成水蒸氣以及保護(hù)氣，充分起到保護(hù)焊縫以及消除局部過熱現(xiàn)象；2、焊接過程完全由焊接設(shè)備自動控制，人為因素很小；焊接過程中只需控制水壓、氣壓、焊接速度、電壓、電流以及焊槍的姿勢即可，有利于實現(xiàn)焊接自動化，提高生產(chǎn)效率，具有高效、高質(zhì)等優(yōu)點；3、用TIG/MAG復(fù)合焊接方式，兩個焊槍的姿態(tài)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)相互獨立，可以實現(xiàn)各個焊槍角度和高度的自由調(diào)節(jié)；在焊接前，通過焊槍緊固夾片將焊槍固定在底板上，通過焊槍在底板調(diào)角槽上滑動而實現(xiàn)焊槍角度的調(diào)節(jié)。附圖說明構(gòu)成本專利技術(shù)的一部分的說明書附圖用來提供對本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，本專利技術(shù)的示意性實施例及其說明用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對本專利技術(shù)的不當(dāng)限定。圖1為本專利技術(shù)的裝配圖；圖2為本專利技術(shù)的結(jié)構(gòu)分解圖；其中，1-懸掛桿I，2-注水管，3-注氬氣管，4-懸掛桿II，5-MAG焊槍，6-TIG焊槍，7-冷卻套II，8-機(jī)械骨架，9-冷卻套I，10-冷卻套III，11-焊接管道，12-焊縫，13-蓄水腔，14-氬氣腔，15-通氣孔，16-冷卻套IV。具體實施方式應(yīng)該指出，以下詳細(xì)說明都是例示性的，旨在對本專利技術(shù)提供進(jìn)一步的說明。除非另有指明，本文使用的所有技術(shù)和科學(xué)術(shù)語具有與本專利技術(shù)所屬
的普通技術(shù)人員通常理解的相同含義。需要注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實施方式，而非意圖限制根據(jù)本專利技術(shù)的示例性實施方式。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在特征、步驟、操作、器件、組件和/或它們的組合。正如
技術(shù)介紹
所介紹的，現(xiàn)有技術(shù)中存在不能充分消除管道焊接中局部過熱效應(yīng)的不足，為了解決如上的技術(shù)問題，本專利技術(shù)提出了一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置及工藝。本專利技術(shù)的一種典型的實施方式中，如圖1所示，提供了一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，包括機(jī)械骨架8、冷卻套I9、冷卻套II7、冷卻套III10、冷卻套IV16、懸掛桿I1、懸掛桿II4、注水管2和注氬氣管3；其中，所述的冷卻套III10和冷卻套IV16的內(nèi)側(cè)與焊接管道11接觸，所述的冷卻套III10和冷卻套IV16的外側(cè)設(shè)有機(jī)械骨架8，所述的機(jī)械骨架8的外側(cè)設(shè)有冷卻套I9和冷卻套II7，所述的冷卻套I9、機(jī)械骨架8與冷卻套III10之間形成的空腔為蓄水腔13，所述的冷卻套II7、機(jī)械骨架8與冷卻套IV16之間形成的空腔為氬氣腔14；所述的冷卻套I9的外側(cè)設(shè)有懸本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，其特征在于：包括機(jī)械骨架、冷卻套I、冷卻套II、冷卻套III、冷卻套IV、懸掛桿I、懸掛桿II、注水管和注氬氣管；所述的冷卻套III和冷卻套IV的內(nèi)側(cè)與焊接管道接觸，所述的冷卻套III和冷卻套IV的外側(cè)設(shè)有機(jī)械骨架，所述的機(jī)械骨架的外側(cè)設(shè)有冷卻套I和冷卻套II，所述的冷卻套I、機(jī)械骨架與冷卻套III之間形成的空腔為蓄水腔，所述的冷卻套II、機(jī)械骨架與冷卻套IV之間形成的空腔為氬氣腔；所述的冷卻套I的外側(cè)設(shè)有懸掛桿I和注水管，所述的冷卻套II的外側(cè)設(shè)有懸掛桿II和注氬氣管。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，其特征在于：包括機(jī)械骨架、冷卻套I、冷卻套II、冷卻套III、冷卻套IV、懸掛桿I、懸掛桿II、注水管和注氬氣管；所述的冷卻套III和冷卻套IV的內(nèi)側(cè)與焊接管道接觸，所述的冷卻套III和冷卻套IV的外側(cè)設(shè)有機(jī)械骨架，所述的機(jī)械骨架的外側(cè)設(shè)有冷卻套I和冷卻套II，所述的冷卻套I、機(jī)械骨架與冷卻套III之間形成的空腔為蓄水腔，所述的冷卻套II、機(jī)械骨架與冷卻套IV之間形成的空腔為氬氣腔；所述的冷卻套I的外側(cè)設(shè)有懸掛桿I和注水管，所述的冷卻套II的外側(cè)設(shè)有懸掛桿II和注氬氣管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，其特征在于：所述的冷卻套I、冷卻套II、冷卻套III和冷卻套IV為半圓柱形。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，其特征在于：所述的冷卻套III和冷卻套IV上設(shè)有均勻分布的通氣孔。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，其特征在于：所述的機(jī)械骨架由三個半圓弧形支撐件連接而成；所述的機(jī)械骨架和冷卻套I、冷卻套II通過緊固件連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于消除管道焊接過程中局部過熱效應(yīng)的裝置，其特征在于：所述的懸掛桿I和懸掛桿II分別設(shè)于冷卻...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：肖弘宇，秦國梁，肖國棟，江海紅，敖志勇，楊成營，
申請(專利權(quán))人：山東朝日不銹鋼有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：山東,37