本發(fā)明屬于焊接，尤其涉及一種壓力鋼管焊接的坡口結構及焊接方法。

背景技術：

1、目前，水電站壓力管道開挖支護完成后，再分節(jié)進行壓力鋼管安裝，分段進行混凝土回填。一般情況下，壓力鋼管在車間分節(jié)制造，運抵壓力管道現(xiàn)場進行安裝，其環(huán)縫焊接坡口通常采用x型不等邊均勻坡口，由此環(huán)形焊縫出現(xiàn)了平焊、仰焊、立焊等不同的焊接工況，即鋼管頂部和底部以平焊和仰焊為主，兩側則以立焊為主。眾所周知，焊接作業(yè)中仰縫焊接難度最高，立縫焊接次之，平縫焊接相對容易。因此，這種傳統(tǒng)的全環(huán)不等邊均勻坡口型式在現(xiàn)場安裝作業(yè)焊接時，在資源投入、質量控制、作業(yè)環(huán)境、焊接效率、工程成本等方面固然存在以下不足：

2、一、對焊工操作技術要求高，仰縫焊接量大，質量控制難度大；

3、二、受作業(yè)環(huán)境和勞動條件的局限，資源投入多，勞動強度高；

4、三、焊接效率相對較低，焊縫可靠性差，工程成本也相對較高。

5、綜上所述，設計提供一種結構簡單、方便焊接，既能適應作業(yè)環(huán)境條件、有效降低勞動強度，又能提高焊接效率、有利于工程成本和質量控制的水電站壓力鋼管安裝環(huán)縫焊接的坡口結構，成為本領域工程技術人員亟待研究解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術中的問題，本發(fā)明為了有效解決水電站壓力鋼管安裝過程中環(huán)縫焊接普遍采用的坡口結構（全環(huán)均勻坡口）對焊接工藝帶來的一些問題和不足，提供了一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其技術方案是：包括壓力鋼管，兩根壓力鋼管的焊接處由上坡口、過渡坡口區(qū)和下坡口組成，上坡口的上外坡口的深度比上內(nèi)坡口的深度深，下坡口的下內(nèi)坡口的深度比下外坡口的深度深，形成分段不均勻坡口結構，其中壓力鋼管的管壁厚度為δ，壓力鋼管之間的焊接根部間隙為c，壓力鋼管的焊接根部寬度為d。

2、作為優(yōu)選方案中，所述的上外坡口與下內(nèi)坡口的開口角度為α1，其中α1的取值范圍為40°≤α1≤60°。

3、作為優(yōu)選方案中，所述的上內(nèi)坡口與下外坡口的開口角度為α2，其中α2的取值范圍為50°≤α2≤70°。

4、作為優(yōu)選方案中，所述的壓力鋼管的管壁厚度δ的取值范圍為25.0≤δ≤120.0mm。

5、作為優(yōu)選方案中，所述的壓力鋼管之間的焊接根部間隙c的取值范圍為c≤2mm。

6、作為優(yōu)選方案中，所述的壓力鋼管的焊接根部寬度d的取值范圍為1.0≤d≤3.0mm。

7、作為優(yōu)選方案中，所述的上內(nèi)坡口和下外坡口的深度為h，h的取值范圍為δ/3≤h≤（δ/2-d）。

8、作為優(yōu)選方案中，所述的過渡坡口區(qū)的外側結構為從上外坡口連接處向下外坡口連接處漸進變淺，內(nèi)側結構為從上內(nèi)坡口連接處向下內(nèi)坡口連接處漸進變深。

9、本發(fā)明還提供上述坡口結構的焊接方法：

10、s1：將兩根壓力鋼管的上坡口、過渡坡口區(qū)和下坡口進行對接，對縫寬度≤3mm時進行氣刨修整處理；

11、s2：對接完成后，對上外坡口進行平焊焊接，上內(nèi)坡口進行仰焊焊接，兩側的過渡坡口區(qū)內(nèi)外均進行立焊焊接，下外坡口進行仰焊焊接，下內(nèi)坡口進行平焊焊接。

12、作為優(yōu)選方案中，所述的焊接為手工電弧焊或自動焊。

13、本發(fā)明的有益效果：

14、本發(fā)明采用分段不均勻坡口結構，該結構能減少仰焊、增加平焊和適當調整立焊，從而實現(xiàn)壓力鋼管安裝焊縫焊接作業(yè)效率的有效提高，焊接作業(yè)勞動強度的有效降低，有利于焊接成本和焊接質量的有效控制。

技術特征：

1.一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，包括壓力鋼管（1），兩根壓力鋼管（1）的焊接處由上坡口（101）、過渡坡口區(qū)（102）和下坡口（103）組成，上坡口（101）的上外坡口（1011）的深度比上內(nèi)坡口（1012）的深度深，下坡口（103）的下內(nèi)坡口（1032）的深度比下外坡口（1031）的深度深，形成分段不均勻坡口結構，其中壓力鋼管（1）的管壁厚度為δ，壓力鋼管（1）之間的焊接根部間隙為c，壓力鋼管（1）的焊接根部寬度為d。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，所述的上外坡口（1011）與下內(nèi)坡口（1032）的開口角度為α1，其中α1的取值范圍為40°≤α1≤60°。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，所述的上內(nèi)坡口（1012）與下外坡口（1031）的開口角度為α2，其中α2的取值范圍為50°≤α2≤70°。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，所述的壓力鋼管（1）的管壁厚度δ的取值范圍為25.0≤δ≤120.0mm。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，所述的壓力鋼管（1）之間的焊接根部間隙c的取值范圍為c≤2mm。

6.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，所述的壓力鋼管（1）的焊接根部寬度d的取值范圍為1.0≤d≤3.0mm。

7.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，所述的上內(nèi)坡口（1012）和下外坡口（1031）的深度為h，h的取值范圍為δ/3≤h≤（δ/2-d）。

8.根據(jù)權利要求1所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構，其特征在于，所述的過渡坡口區(qū)（102）的外側結構為從上外坡口（1011）連接處向下外坡口（1031）連接處漸進變淺，內(nèi)側結構為從上內(nèi)坡口（1012）連接處向下內(nèi)坡口（1032）連接處漸進變深。

9.根據(jù)權利要求1-8任一項所述的一種壓力鋼管焊接的坡口結構的焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權利要求9所述一種壓力鋼管焊接的坡口結構的焊接方法，其特征在于，所述的焊接為手工電弧焊或自動焊。

技術總結
本發(fā)明公開了一種壓力鋼管焊接的坡口結構及焊接方法，其結構方案為：包括壓力鋼管，兩根壓力鋼管的焊接處由上坡口、過渡坡口區(qū)和下坡口組成，上坡口的上外坡口的深度比上內(nèi)坡口的深度深，下坡口的下內(nèi)坡口的深度比下外坡口的深度深。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明采用分段不均勻坡口結構，該結構能減少仰焊、增加平焊和適當調整立焊，從而實現(xiàn)壓力鋼管安裝焊縫焊接作業(yè)效率的有效提高，焊接作業(yè)勞動強度的有效降低，有利于焊接成本和焊接質量的有效控制。

技術研發(fā)人員：佘偉威,丁家仁,周潔,舒爽,盧婉瑩
受保護的技術使用者：中國水利電力對外有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26