【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管道对接领域，特别是涉及一种管道对接焊接结构及自动焊接方法。
技术介绍
1、山区管道具有地形起伏频繁、落差大、坡度大、坡面狭窄，地质条件差，气象变化快，交通条件差等特点，受设计理念、焊接装备能力、施工设备能力及工法等制约，山区管道环焊缝焊接施工采用的焊接方法基本为手工焊根焊和半自动焊填盖，但是该焊接方法的施工质量受人为的影响因素太多，不便于施工管理。
2、其主要缺点包括焊接效率、焊接工艺参数控制、焊接过程稳定性等因素均受人的影响，表现为焊接工效低，焊口一次合格率低。同时受到坡度影响，管道被分为上下坡口，上下坡口应力状态不同、力学性能有差异，在采用手工焊根焊时，由于管口组对间间隙不同会造成坡口形状、尺寸不一致，半自动焊填盖极易形成坡口边缘未熔合，进而导致原有的管道施工标准以及经验不能完全适用于山区管道工程。
3、因此，现亟须研究开发一种适用于山区管道的自动焊焊接施工方法。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中的由于管口组队间隙不同而造成两个对接坡口的应力状态存在不同，或导致的坡口存在焊料未融合的问题，提供一种管道对接焊接结构及自动焊接方法。
2、本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种管道对接焊接结构，用于对接的第一管道和第二管道，在第一管道的端部开设有第一坡口，在第二管道的端部开设有第二坡口，第一坡口和第二坡口分别设在第一管道和第二管道的外壁上；第一管道和第二管道端部靠近设置，且第一坡口与第二坡口相贴并组成完整的u形坡口
3、本专利技术的有益效果是：在第一管道和第二管道上分别开设有第一坡口和第二坡口，并使得第一坡口和第二坡口可相贴并组成完整的u形坡口，且使得第一坡口和第二坡口均有一端延伸至u形坡口的u形底部，方便将第一管道和第二管道焊接在一起，并同时保证第一管道和第二管道焊接后的工作强度；对称设置第一坡口与第二坡口，以便于提高焊接后第一管道和第二管道相连处的稳定性，且u形坡口的结构均匀，可方便焊料在u形结构内的流动与充分融合，以保证焊接后第一坡口和第二坡口的应力状态、力学性能的均衡性。
4、在上述技术方案的基础上，本专利技术还可以做如下改进。
5、进一步地，第一管道和第二管道外壁沿径向错开的距离为错边量，错边量小于1.5mm。
6、采用上述进一步方案的有益效果是，控制错边量的大小，减少第一管道和第二管道错开的距离，以保证第一管道和第二管道焊接后同轴度，从而增强第一管道和第二管道焊接相连处的结构强度。
7、进一步地，第一坡口与第二坡口间的最小间隙为(0-0.5)mm。
8、采用上述进一步方案的有益效果是，限定第一坡口与第二坡口间的最小距离，即限定了焊丝的填充范围，以保证进行焊接并使得第一管道和第二管道相连后的结构强度。
9、进一步地，u形坡口的底部形成圆弧过渡结构。
10、采用上述进一步方案的有益效果是，u形坡口的底部设有圆弧过渡结构，以避免u形坡口的局部应力集中。
11、本专利技术解决上述技术问题的另一个技术方案如下：
12、一种自动焊接方法，应用于一种管道对接焊接结构，包括如下步骤：
13、将第一管道和第二管道的端部分别加工出第一坡口和第二坡口，第一坡口和第二坡口端部靠近设置并对接并形成u形坡口；
14、将环形轨道安装在第一管道或第二管道的外壁，并将自动焊接车安装在环形轨道上；
15、将焊接工艺及焊接参数一起录入自动焊接车的控制系统；
16、控制系统控制自动焊接车对u形坡口进行自动焊接。
17、采用上述进一步方案的有益效果是，在进行焊接时，需先将第一管道和第二管道加工出第一坡口和第二坡口，后使得第一坡口和第二坡口进行对接并形成u形坡口；使用自动焊接车沿环形轨道进行运动并依靠控制系统设置的焊接工艺及焊接参数进行焊接，以完成对u形坡口的焊接，以保证第一管道和第二管道连接后的结构强度。
18、焊接工艺包括先进行的根焊和后进行的填充盖面焊；
19、焊接参数包括预先设置的焊丝直径、焊接电流、焊接电压、送丝速度、摆动宽度和保护气体的流量进行对应设置。
20、采用上述进一步方案的有益效果是，根据u形坡口的状态，对焊接参数进行适应性的设置，以保证对u形坡口的焊接效果。
21、进一步地，第一管道和第二管道的管径相同；还包括对第一管道和第二管道的管壁厚度大小进行判断；
22、若第一管道和第二管道的管壁厚度不同，则对二者中的壁厚较大者进行内镗加工，直至二者端部的壁厚相同。
23、采用上述进一步方案的有益效果是，在第一管道和第二管道的管径相同时，可使得第一管道和第二管道外壁同轴对接，利于提高第一管道和第二管道焊接相连处的强度；在第一管道和第二管道的管壁厚度不同时，需对壁厚较大者进行内壁的内镗加工，以使得第一管道和第二管道用于对接的端部的壁厚相同，以方便二者对接的端部进行焊接并相连。
24、进一步地，通过内镗加工将两根管道中壁厚较大的管道内部加工出相连的倾斜段和等壁厚段，等壁厚段延伸至u形坡口，且等壁厚段与另一管道壁厚相同。
25、采用上述进一步方案的有益效果是，在壁厚较大的管道内加工出倾斜段和等壁厚段，使得进行内镗加工的管道的内壁变化较为缓和，以减少对第一管道和第二管道中的厚壁管道进行内镗加工对强度的影响。
26、进一步地，倾斜段和等壁厚段的夹角为15°。
27、采用上述进一步方案的有益效果是，倾斜段和等壁厚段的夹角小，使得管道的内壁变化较为缓和。
28、进一步地，等壁厚段沿轴向的长度不小于120mm。
29、采用上述进一步方案的有益效果是，设置等壁厚段的最小长度，以方便在等壁厚段加工第一坡口和第二坡口，且增加了加工余量，保证两根管道的对接位置的等壁厚段足够长。
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1.一种管道对接焊接结构，用于对接第一管道(10)和第二管道(20)，其特征在于，在所述第一管道(10)的端部开设有第一坡口(11)，在所述第二管道(20)的端部开设有第二坡口(21)，所述第一坡口(11)和所述第二坡口(21)分别设在所述第一管道(10)和所述第二管道(20)的外壁上；所述第一管道(10)和第二管道(20)端部靠近设置，且所述第一坡口(11)与所述第二坡口(21)相贴并组成完整的所述U形坡口，所述第一坡口(11)和所述第二坡口(21)均有一端延伸至所述U形坡口的U形底部，所述第一坡口(11)与所述第二坡口(21)对称设置。
2.根据权利要求1所述的管道对接焊接结构，其特征在于，所述第一管道(10)和所述第二管道(20)外壁沿径向错开的距离为错边量，所述错边量小于1.5mm。
3.根据权利要求1所述的管道对接焊接结构，其特征在于，所述第一坡口(11)与所述第二坡口(21)间的最小间隙为(0-0.5)mm。
4.根据权利要求1所述的管道对接焊接结构，其特征在于，所述U形坡口的底部形成圆弧过渡结构。
5.一种管道的自动焊
6.根据权利要求5所述的管道的自动焊接方法，其特征在于，所述焊接工艺包括先进行的根焊和后进行的填充盖面焊；
7.根据权利要求5所述的管道的自动焊接方法，其特征在于，所述第一管道(10)和所述第二管道(20)的管径相同，还包括对所述第一管道(10)和第二管道(20)的管壁厚度大小进行判断：
8.根据权利要求7所述的管道的自动焊接方法，其特征在于，通过所述内镗加工将两根管道中壁厚较大的管道内部加工出相连的倾斜段(31)和等壁厚段(32)，所述等壁厚段(32)延伸至所述U形坡口，且所述等壁厚段(32)与另一管道壁厚相同。
9.根据权利要求7所述的自动焊接方法，其特征在于，所述倾斜段(31)和所述等壁厚段(32)的夹角为15°。
10.根据权利要求7所述的自动焊接方法，其特征在于，所述等壁厚段(32)沿轴向的长度不小于120mm。
...【技术特征摘要】
1.一种管道对接焊接结构，用于对接第一管道(10)和第二管道(20)，其特征在于，在所述第一管道(10)的端部开设有第一坡口(11)，在所述第二管道(20)的端部开设有第二坡口(21)，所述第一坡口(11)和所述第二坡口(21)分别设在所述第一管道(10)和所述第二管道(20)的外壁上；所述第一管道(10)和第二管道(20)端部靠近设置，且所述第一坡口(11)与所述第二坡口(21)相贴并组成完整的所述u形坡口，所述第一坡口(11)和所述第二坡口(21)均有一端延伸至所述u形坡口的u形底部，所述第一坡口(11)与所述第二坡口(21)对称设置。
2.根据权利要求1所述的管道对接焊接结构，其特征在于，所述第一管道(10)和所述第二管道(20)外壁沿径向错开的距离为错边量，所述错边量小于1.5mm。
3.根据权利要求1所述的管道对接焊接结构，其特征在于，所述第一坡口(11)与所述第二坡口(21)间的最小间隙为(0-0.5)mm。
4.根据权利要求1所述的管道对接焊接结构，其特征在于，所述u形坡口...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学军，彭睿，轩恒，白圣，朱洪亮，张圆，郭伟，杨旸，苟鸣宇，
申请(专利权)人：国家石油天然气管网集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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