大直径取水管道焊接方法与流程

1.本发明涉及取水管道施工技术领域，更为具体地，涉及一种大直径取水管道焊接方法。


背景技术：

2.市政取水泵站设施中的取水管道是取水功能的重要一环；取水管道直径大、管壁较厚(3020*30)，管道长度单根达170余米长(总长700余米)，如何快速有效、保质保量的地面焊接组对完成是施工的难题之一；如何在新建或技术升级改造时即要保障工艺管线施工、焊接的进度，又要保证施工过程中质量、安全，将是所有参与建设者要关注的重点，也将是一个建设企业核心技术素质集中体现。
3.目前，对于上述所述的大直径取水管道的焊接方法一般采用传统人工对称焊接的方式完成，焊接量大且工期较紧，易导致焊工疲劳，影响工期；并且由于焊工疲劳、以及手法等因素影响，容易导致焊缝成型不一致，影响焊缝的焊接质量，使焊缝内部无损探伤合格率低。
4.综上，目前传统人工对称焊接方法对大直径取水管道的焊接过程中，存在工作效率低、以及由于焊工疲劳、及手法等因素影响，容易导致焊缝成型不一致，影响焊缝的焊接质量，使焊缝内部无损探伤合格率低等问题。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种大直径取水管道焊接方法，以解决现有技术中，目前传统人工对称焊接方法对大直径取水管道的焊接过程中，存在工作效率低、以及由于焊工疲劳、及手法等因素影响，容易导致焊缝成型不一致，影响焊缝的焊接质量，使焊缝内部无损探伤合格率低等问题。
6.本发明提供一种大直径取水管道焊接方法，包括如下步骤：
7.按照预设管段长度，将相邻管料的对接口对准，使相邻的管料之间的对接口形成焊缝，得到待焊接管段；其中，所述待焊接管段包括至少两根管料；
8.在所述待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置；其中，所述自动焊接装置包括环绕所述待焊接管段外侧壁设置的导轨、滑动设置在所述导轨上的卡轮、通过卡轮支架与所述卡轮连接的行走小车和设置在所述行走小车的车头一侧的枪头支架；
9.将焊接枪头固定安装在所述枪头支架的端部，并使所述焊接枪头对准所述焊缝；
10.使所述行走小车沿着所述导轨移动，并通过所述焊接枪头对所述焊缝进行焊接操作，直到将所述待焊接管段上的所有焊缝焊接完成。
11.此外，优选的方案是，在所述按照预设管段长度，将相邻管料的对接口对准，使相邻的管料之间的对接口形成焊缝，得到待焊接管段之前，还包括：
12.在取水管所在的河流岸边布置管道制作场地，并根据所述管道制作场地的面积和吊运设备的称重范围预设管段长度；
13.按照所述预设管段长度计算所需管料数量，并按照所需管料数量将所述管料吊运至所述管道制作场地。
14.此外，优选的方案是，所述按照所述预设管段长度计算所需管料数量，并按照所需管料数量将所述管料吊运至所述管道制作场地包括：
15.在所述管料的顶部焊接吊耳，得到带有吊耳的管料；
16.对所述带有吊耳的管料进行探伤检测，通过吊运装置将检测合格的带有吊耳的管料吊运至所述管道制作场地。
17.此外，优选的方案是，所述在所述待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置包括：
18.将所述卡轮支架和所述枪头支架分别固定在所述行走小车的两侧，并在所述卡轮支架的端部安装卡轮，得到初步待用行走小车；
19.通过磁力吸座将所述导轨环绕所述待焊接管段的外侧壁一周后固定在所述待焊接管段的外侧壁上，并将所述初步待用行走小车的卡轮滑动安装在所述导轨上，使所述初步行走小车能够沿着所述导轨的方向移动，得到待用行走小车；
20.在所述待用行走小车的枪头支架的端部固定所述焊接枪头，并使所述焊接枪头对准所述焊缝。
21.此外，优选的方案是，在所述通过磁力吸座将所述导轨环绕所述待焊接管段的外侧壁一周后固定在所述待焊接管段的外侧壁上的过程中，
22.使所述导轨与所述焊缝平行；
23.所述导轨与所述焊缝之间的距离为330
㎜‑
370
㎜
。
24.此外，优选的方案是，在所述将所述初步待用行走小车的卡轮滑动安装在所述导轨上，使所述初步行走小车能够沿着所述导轨的方向移动，得到待用行走小车的过程中，
25.以所述待焊接管段的顶部中线为起始点，所述待焊接管段的底部中线为终点，将所述导轨划分为第一导轨和第二导轨；
26.在所述第一导轨和所述第二导轨的顶部分别安装第一待用行走小车和第二待用行走小车，使所述第一待用行走小车与所述第二待用行走小车的起始点和终点均相同，移动方向相反。
27.此外，优选的方案是，在所述导轨的两端分别设置有凹槽接口和与所述凹槽接口相适配的凸型接头；所述导轨环绕所述待焊接管段的外侧壁一周后，所述凸型接头插接在所述凹槽接口内。
28.此外，优选的方案是，在所述行走小车上安装有蓄电池和控制装置。
29.此外，优选的方案是，在所述使所述行走小车沿着所述导轨移动，并通过所述焊接枪头对所述焊缝进行焊接操作之前，还包括：
30.对所述焊缝两侧的对接口中的一边进行v型60度坡口处理。
31.此外，优选的方案是，在所述使所述行走小车沿着所述导轨移动，并通过所述焊接枪头对所述焊缝进行焊接操作的过程中，
32.采用二氧化碳气体保护的方式对所述焊缝进行焊接。
33.从上面的技术方案可知，本发明提供的大直径取水管道焊接方法，通过先按照预设管段长度，将相邻管料的对接口对准，使相邻的管料之间的对接口形成焊缝，得到待焊接
管段；然后在待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置；再将焊接枪头固定安装在枪头支架的端部，使焊接枪头对准焊缝；使行走小车沿着导轨移动，并通过焊接枪头对焊缝进行焊接操作，从而代替现有的传统人工对称焊接方法，实现对大直径取水管道的自动化焊接，无需人工手工操作，提高工作效率，缩短工期；不会因为焊工疲劳、手法等因素影响，焊接调整参数一旦确定完毕，可长时间持续焊接，焊缝成型美观，经实际操作检验，焊缝内部无损探伤合格率达到98％以上。
34.为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。
附图说明
35.通过参考以下结合附图的说明，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：
36.图1为根据本发明实施例的大直径取水管道焊接方法的流程图；
37.图2为根据本发明实施例的自动焊接装置的结构示意图；
38.图3为根据本发明实施例的控制装置的界面示意图。
39.在附图中，1-待焊接管段，11-焊缝，12-管料，21-导轨，211-凹槽接口，212-凸型接头，22-卡轮，23-卡轮支架，24-行走小车，241-蓄电池，242-控制装置，25-枪头支架，26-磁力吸座，3-焊接枪头。
40.在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。
具体实施方式
41.在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
42.针对前述提出的现有技术中，目前传统人工对称焊接方法对大直径取水管道的焊接过程中，存在工作效率低、以及由于焊工疲劳、及手法等因素影响，容易导致焊缝成型不一致，影响焊缝的焊接质量，使焊缝内部无损探伤合格率低等问题，提出一种大直径取水管道焊接方法。
43.以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。
44.为了说明本发明提供的大直径取水管道焊接方法，图1示出了根据本发明实施例的大直径取水管道焊接方法的流程；图2示出了根据本发明实施例的自动焊接装置的结构；图3示出了根据本发明实施例的控制装置的界面。
45.如图1至图3共同所示，本发明提供的大直径取水管道焊接方法，包括如下步骤：
46.s1、按照预设管段长度，将相邻管料12的对接口对准，使相邻的管料12之间的对接口形成焊缝11，得到待焊接管段1；其中，待焊接管段1包括至少两根管料12；
47.s2、在待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置；其中，自动焊接装置包括环绕待焊接管段1外侧壁设置的导轨21、滑动设置在导轨21上的卡轮22、通过卡轮支架23与卡轮22连接的行走小车24和设置在行走小车24的车头一侧的枪头支架25；
48.s3、将焊接枪头3固定安装在枪头支架25的端部，并使焊接枪头3对准焊缝11；
49.s4、使行走小车24沿着导轨21移动，并通过焊接枪头3对焊缝11进行焊接操作，直到将待焊接管段1上的所有焊缝11焊接完成。
50.通过先按照预设管段长度，将相邻管料12的对接口对准，使相邻的管料12之间的对接口形成焊缝11，得到待焊接管段1；然后在待焊接管段1的焊缝11的一侧安装自动焊接装置；再将焊接枪头3固定安装在枪头支架25的端部，使焊接枪头3对准焊缝11；使行走小车24沿着导轨21移动，并通过焊接枪头3对焊缝11进行焊接操作，从而代替现有的传统人工对称焊接方法，实现对大直径取水管道的自动化焊接，无需人工手工操作，提高工作效率，缩短工期；不会因为焊工疲劳、手法等因素影响，焊接调整参数一旦确定完毕，可长时间持续焊接，焊缝成型美观，经实际操作检验，焊缝内部无损探伤合格率达到98％以上。
51.作为本发明的一个优选方案，在按照预设管段长度，将相邻管料12的对接口对准，使相邻的管料12之间的对接口形成焊缝11，得到待焊接管段1之前，还包括：
52.在取水管所在的河流岸边布置管道制作场地，并根据管道制作场地的面积和吊运设备的称重范围预设管段长度；
53.按照预设管段长度计算所需管料数量，并按照所需管料数量将管料12吊运至管道制作场地。
54.预设管段的数量一般优选为四段，每一段的长度根据实际情况计算，由多根管料12焊接而成，之后沉入河流之中，通过抱箍等固定结构将相邻管段之间固定连接从而形成大直径取水管道，对于管段需要在岸边焊接完成。
55.管料的长度较长、直径较大、壁厚较厚，焊接量大且工期较紧。所以需要先在取水管所在的河流岸边布置管道制作场地，采用陆上分段拼接法、二氧化碳气体保护自动焊接工艺技术；可大大提高焊接质量及效率；根据水下环境及岸上实际条件，管段的长度约为60米一段。
56.管料12可优选为外径3020，壁厚30
㎜
的钢管，材质为q235b；由厂家采购，考虑到运输条件，定尺为10米一根，运输至现场岸边制作场地；根据实际水域现有的起重船舶吊重能力及通航情况，将10米一截的成品管(管料12)组对焊接至所需长度(待焊接管段1)，其中最长段60米，重132吨。
57.作为本发明的一个优选方案，按照预设管段长度计算所需管料数量，并按照所需管料数量将管料12吊运至管道制作场地包括：
58.在管料12的顶部焊接吊耳，得到带有吊耳的管料；
59.对带有吊耳的管料进行探伤检测，通过吊运装置将检测合格的带有吊耳的管料吊运至管道制作场地。
60.为便于吊装，需在管料12的顶部设置吊耳，其材质优选为q235b镇静钢钢板，钢板采用300mm
×
400mm
×
22mm，孔径为80mm，两边各安装支撑板为两块。耳板底优先采用400mm
×
400mm与管料12的底部同弧度的加强钢板[q235b镇静钢钢板厚14mm]，各板之间连接用电焊焊牢，焊缝隙合格级别为iii级，进行探伤抽检，抽检结果必须符合相关行业规。
[0061]
作为本发明的一个优选方案，在待焊接管段1的焊缝的一侧安装自动焊接装置包括：
[0062]
将卡轮支架23和枪头支架25分别固定在行走小车24的两侧，并在卡轮支架23的端
部安装卡轮22，得到初步待用行走小车；
[0063]
通过磁力吸座26将导轨21环绕待焊接管段1的外侧壁一周后固定在待焊接管段1的外侧壁上，并将初步待用行走小车的卡轮22滑动安装在导轨21上，使初步行走小车24能够沿着导轨21的方向移动，得到待用行走小车；
[0064]
在待用行走小车的枪头支架25的端部固定焊接枪头3，并使焊接枪头3对准焊缝11。通过磁力吸座26便于导轨21的拆装，可重复使用。
[0065]
作为本发明的一个优选方案，在通过磁力吸座26将导轨21环绕待焊接管段1的外侧壁一周后固定在待焊接管段1的外侧壁上的过程中，
[0066]
使导轨21与焊缝11平行；
[0067]
导轨21与焊缝11之间的距离为330
㎜‑
370
㎜
。时卡轮支架23和枪头支架25分别位于行走小车24的两端，使导轨21与焊缝11平行，便于使焊接枪头3对准焊缝11。导轨21优选为扁钢导轨。
[0068]
作为本发明的一个优选方案，在将初步待用行走小车的卡轮滑动安装在导轨21上，使初步行走小车24能够沿着导轨21的方向移动，得到待用行走小车的过程中，
[0069]
以待焊接管段1的顶部中线为起始点，待焊接管段1的底部中线为终点，将所述导轨21划分为第一导轨和第二导轨；
[0070]
在第一导轨和第二导轨的顶部分别安装第一待用行走小车和第二待用行走小车，使第一待用行走小车与第二待用行走小车的起始点和终点均相同，移动方向相反。
[0071]
使用两台自动焊接装置对两侧对待焊接管段1进行对称焊接，进一步提高工作效率，缩短工期。
[0072]
作为本发明的一个优选方案，在导轨21的两端分别设置有凹槽接口211和与凹槽接口211相适配的凸型接头212；导轨21环绕待焊接管段1的外侧壁一周后，凸型接头212插接在凹槽接口211内。使导轨21的两端对接更加工整，便于自动焊接装置的行走。
[0073]
作为本发明的一个优选方案，在行走小车24上安装有蓄电池241和控制装置242。通过蓄电池241和控制装置242方便对行走小车24移动开始和停止以及行驶速度的控制。可将焊接机的焊接控制安装在控制装置242上，通过直接在控制装置242上操作实现对焊接的参数控制，使行走小车24与焊机两者的工作更好的结合。控制装置242的具体操作界面如图3所示。
[0074]
行走小车24长期不用，需关闭电源，拔下插头。蓄电池241需充满电存放，每2个月补电一次。调节好焊机的电流电压按照焊接要求安装焊枪后焊枪喷嘴顶住焊缝，调节卡轮到行走小车1之间的长度。安装焊枪时，十字调节部件都尽量在中间位置，留出上下前后调节的位置。横对接和立对接需要配置软轨道或硬轨道，轨道磁座为开关磁座，需要旋转安装。需要安装转换接头装夹焊枪，满足打底焊时的焊枪斜装。需要将卡轮更换为卡轮部件，卡轮支架为伸缩式，使行走小车钩住导轨行走。导轨与焊缝安装距离大约330mm-370mm，软轨道需要测量每个磁座安装点。硬轨道只需测量2个磁座安装点。
[0075]
作为本发明的一个优选方案，在使行走小车24沿着导轨21移动，并通过焊接枪头3对焊缝11进行焊接操作之前，还包括：
[0076]
对焊缝11两侧的对接口中的一边进行v型60度坡口处理。便于焊缝焊接。
[0077]
作为本发明的一个优选方案，在使行走小车24沿着导轨21移动，并通过焊接枪头3
对焊缝11进行焊接操作的过程中，
[0078]
采用二氧化碳气体保护的方式对焊缝11进行焊接。全部采用二氧化碳保护的方式进行焊丝直径φ1.2有药芯的焊丝。管道内侧焊口采用碳弧气刨清根、焊接。采用此工艺焊接，相对传统人工对称焊接，可提高60％以上工作效率，且自动焊焊接工艺不会因为焊工疲劳、手法等因素影响，焊接调整参数一旦确定完毕，可长时间持续焊接，焊缝成型美观，经实际操作检验，焊缝内部无损探伤合格率达到98％以上。
[0079]
其中，在行走小车24的底部设置有磁性驱动轮。便于驱动行走。
[0080]
通过上述具体实施方式可看出，本发明提供的大直径取水管道焊接方法，通过先按照预设管段长度，将相邻管料的对接口对准，使相邻的管料之间的对接口形成焊缝，得到待焊接管段；然后在待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置；再将焊接枪头固定安装在枪头支架的端部，使焊接枪头对准焊缝；使行走小车沿着导轨移动，并通过焊接枪头对焊缝进行焊接操作，从而代替现有的传统人工对称焊接方法，实现对大直径取水管道的自动化焊接，无需人工手工操作，提高工作效率，缩短工期；不会因为焊工疲劳、手法等因素影响，焊接调整参数一旦确定完毕，可长时间持续焊接，焊缝成型美观，经实际操作检验，焊缝内部无损探伤合格率达到98％以上。
[0081]
如上参照附图以示例的方式描述了根据本发明提出的大直径取水管道焊接方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的大直径取水管道焊接方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

技术特征：
1.一种大直径取水管道焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：按照预设管段长度，将相邻管料的对接口对准，使相邻的管料之间的对接口形成焊缝，得到待焊接管段；其中，所述待焊接管段包括至少两根管料；在所述待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置；其中，所述自动焊接装置包括环绕所述待焊接管段外侧壁设置的导轨、滑动设置在所述导轨上的卡轮、通过卡轮支架与所述卡轮连接的行走小车和设置在所述行走小车的车头一侧的枪头支架；将焊接枪头固定安装在所述枪头支架的端部，并使所述焊接枪头对准所述焊缝；使所述行走小车沿着所述导轨移动，并通过所述焊接枪头对所述焊缝进行焊接操作，直到将所述待焊接管段上的所有焊缝焊接完成。2.根据权利要求1所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，在所述按照预设管段长度，将相邻管料的对接口对准，使相邻的管料之间的对接口形成焊缝，得到待焊接管段之前，还包括：在取水管所在的河流岸边布置管道制作场地，并根据所述管道制作场地的面积和吊运设备的称重范围预设管段长度；按照所述预设管段长度计算所需管料数量，并按照所需管料数量将所述管料吊运至所述管道制作场地。3.根据权利要求2所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，所述按照所述预设管段长度计算所需管料数量，并按照所需管料数量将所述管料吊运至所述管道制作场地包括：在所述管料的顶部焊接吊耳，得到带有吊耳的管料；对所述带有吊耳的管料进行探伤检测，通过吊运装置将检测合格的带有吊耳的管料吊运至所述管道制作场地。4.根据权利要求1所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，所述在所述待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置包括：将所述卡轮支架和所述枪头支架分别固定在所述行走小车的两侧，并在所述卡轮支架的端部安装卡轮，得到初步待用行走小车；通过磁力吸座将所述导轨环绕所述待焊接管段的外侧壁一周后固定在所述待焊接管段的外侧壁上，并将所述初步待用行走小车的卡轮滑动安装在所述导轨上，使所述初步行走小车能够沿着所述导轨的方向移动，得到待用行走小车；在所述待用行走小车的枪头支架的端部固定所述焊接枪头，并使所述焊接枪头对准所述焊缝。5.根据权利要求4所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，在所述通过磁力吸座将所述导轨环绕所述待焊接管段的外侧壁一周后固定在所述待焊接管段的外侧壁上的过程中，使所述导轨与所述焊缝平行；所述导轨与所述焊缝之间的距离为330
㎜‑
370
㎜
。6.根据权利要求1所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，在所述将所述初步待用行走小车的卡轮滑动安装在所述导轨上，使所述初步行走小车能够沿着所述导轨的方向移动，得到待用行走小车的过程中，
以所述待焊接管段的顶部中线为起始点，所述待焊接管段的底部中线为终点，将所述导轨划分为第一导轨和第二导轨；在所述第一导轨和所述第二导轨的顶部分别安装第一待用行走小车和第二待用行走小车，使所述第一待用行走小车与所述第二待用行走小车的起始点和终点均相同，移动方向相反。7.根据权利要求1所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，在所述导轨的两端分别设置有凹槽接口和与所述凹槽接口相适配的凸型接头；所述导轨环绕所述待焊接管段的外侧壁一周后，所述凸型接头插接在所述凹槽接口内。8.根据权利要求1所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，在所述行走小车上安装有蓄电池和控制装置。9.根据权利要求1所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，在所述使所述行走小车沿着所述导轨移动，并通过所述焊接枪头对所述焊缝进行焊接操作之前，还包括：对所述焊缝两侧的对接口中的一边进行v型60度坡口处理。10.根据权利要求1所述的大直径取水管道焊接方法，其特征在于，在所述使所述行走小车沿着所述导轨移动，并通过所述焊接枪头对所述焊缝进行焊接操作的过程中，采用二氧化碳气体保护的方式对所述焊缝进行焊接。

技术总结
本发明提供一种大直径取水管道焊接方法，包括如下步骤：按照预设管段长度，将相邻管料的对接口对准，使相邻的管料之间的对接口形成焊缝，得到待焊接管段；在待焊接管段的焊缝的一侧安装自动焊接装置；将焊接枪头固定安装在枪头支架的端部，并使焊接枪头对准所述焊缝；使行走小车沿着所述导轨移动，并通过焊接枪头对焊缝进行焊接操作，直到将待焊接管段上的所有焊缝焊接完成。利用本发明能够解决现有技术中，目前传统人工对称焊接方法对大直径取水管道的焊接过程中，存在工作效率低、以及由于焊工疲劳、及手法等因素影响，容易导致焊缝成型不一致，影响焊缝的焊接质量，使焊缝内部无损探伤合格率低等问题。探伤合格率低等问题。探伤合格率低等问题。


技术研发人员：吕延京 周志生 郭淑娟 李庆东 吴宏伟 李静静
受保护的技术使用者：中国华冶科工集团有限公司
技术研发日：2022.12.28
技术公布日：2023/7/11