瀝青船貨罐加熱管全位置自動(dòng)氬弧焊工藝

劉桑+許斌

摘 要：采用全位置自動(dòng)氬弧焊設(shè)備，開(kāi)發(fā)了對(duì)接接頭管子全位置自動(dòng)TIG焊工藝，并應(yīng)用于瀝青船貨罐加熱管焊接，取得良好的效果。

關(guān)鍵詞： 瀝青船；加熱管；氬弧焊；全位置；自動(dòng)

中圖分類(lèi)號(hào)：U671.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Abstract： By using all position automatic TIG welding equipment， developed the all position automatic TIG welding procedure for pipe butt joint， and having a good result in applying to the asphalt tanker s heating coil pipe.

Key Words： Asphalt Tanker， heating pipe， TIG welding， All position， Automatic

1 引言

12 800 DWT瀝青船是我公司新開(kāi)發(fā)的船型，獨(dú)立貨罐內(nèi)加熱管的作用是對(duì)罐內(nèi)裝載的瀝青進(jìn)行加熱，保持瀝青處于液態(tài)，以便在到港后泵上岸，管內(nèi)運(yùn)行的加熱介質(zhì)是熱油。加熱管共劃分成93個(gè)單元托盤(pán)，每個(gè)單元由2～4層管組成。在單元制作時(shí)，加熱管彎制后的直管連接接頭采用對(duì)接焊連接形式，如圖1所示。

加熱管屬于二級(jí)管，采用20號(hào)鋼，規(guī)格為60 mm（外徑）*5 mm（壁厚），共有對(duì)接口1 200個(gè)左右。由于焊接工作量大、質(zhì)量要求高和公司手工氬弧焊工人短缺等原因，決定采用成熟的昆山華恒管管自動(dòng)氬弧焊機(jī)，開(kāi)發(fā)全位置自動(dòng)氬弧焊工藝。

2 焊接設(shè)備

焊機(jī)由408型帶水冷裝置程控焊接電源和TOA77型帶一體式送絲機(jī)全自動(dòng)TIG焊接機(jī)頭組成，如圖2所示。

3 焊接工藝

3.1 母材

評(píng)定試管采用410Ⅱ船用鋼管，母材化學(xué)成分和機(jī)械性能如表2和表3所示。

3.2 接頭形式

采用V型坡口，間隙0～1.5 mm，坡口角度70°～80°，如圖3所示。

3.3 接頭準(zhǔn)備

坡口采用便攜式坡口機(jī)加工，焊前將近坡口側(cè)10 mm內(nèi)氧化皮、油污和毛刺去除。

3.4 焊接位置

管子水平固定，焊接機(jī)頭全位置360°旋轉(zhuǎn)。

3.5 焊接材料

焊絲牌號(hào)JM-56，型號(hào)AWS A5.18 ER70S-6，直徑1.0mm，認(rèn)可等級(jí)CCS-4YSM。由于國(guó)內(nèi)沒(méi)有船級(jí)社認(rèn)證的自動(dòng)氬弧焊焊絲，經(jīng)CCS驗(yàn)船師同意，采用實(shí)芯CO2氣保焊焊絲盤(pán)繞成適合自動(dòng)氬弧機(jī)用的小盤(pán)焊絲，重量1 kg/盤(pán)。焊絲化學(xué)成分如表4所示。

3.6 保護(hù)氣體

氬氣，純度99.99%，氣體流量10 L/min，管內(nèi)無(wú)背側(cè)充氣保護(hù)。

3.7 電源極性

直流正接。

3.8 定位焊要求

采用對(duì)稱(chēng)兩點(diǎn)定位焊，定位焊采用手工TIG焊，定位焊長(zhǎng)度約10 mm。焊絲牌號(hào)TG-50，直徑2.0 mm。

3.9 工藝參數(shù)

見(jiàn)表5所示，參數(shù)全部可以在焊機(jī)上預(yù)置。

3.10 操作技術(shù)

（1）鎢極伸出長(zhǎng)度為伸出陶瓷噴嘴5～8 mm，焊絲處于鎢極正下方2 mm處；

（2）焊接前注意焊槍電纜的擺放位置，焊前焊頭需逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)360°，使電纜在槍頭電纜支架上纏繞一圈，以免焊接過(guò)程中電纜接觸到尚未冷卻的焊縫以及焊接結(jié)束后電纜和送絲管過(guò)度彎折使水循環(huán)停止，損壞電纜線；

（3）焊前鎢極應(yīng)精確定位，焊接過(guò)程中注意通過(guò)線控器調(diào)整鎢極對(duì)中、高度和擺幅，避免焊偏，保持焊絲始終接觸熔池，以免在仰焊和上坡焊位置焊絲向下滴導(dǎo)致沾鎢和避免熔寬不足。

3.11 工藝評(píng)定結(jié)果

焊縫外觀成形美觀，如圖4和圖5所示。探傷結(jié)果和力學(xué)性能試驗(yàn)結(jié)果如表6和表7所示。

本工藝經(jīng)評(píng)定合格，取得CCS的工藝認(rèn)可證書(shū)，工藝認(rèn)可適用范圍為410Ⅱ鋼管，管徑≥30 mm，壁厚3～13 mm。

4 應(yīng)用

在取得CCS工藝認(rèn)可證書(shū)和焊工證后，工藝投入文船公司12 800 DWT瀝青船首制船加熱管的焊接。

原來(lái)采用手工氬弧焊時(shí)為避免管子底部位置仰焊，需要整個(gè)托盤(pán)單元翻身一次，每層焊道有兩個(gè)接頭，焊縫成形及質(zhì)量對(duì)熟手焊工依賴(lài)度高，且一次探傷合格率不穩(wěn)定。

采用自動(dòng)氬弧焊工藝后，單元無(wú)需翻身，每層焊道均一次焊完，只有一個(gè)接頭，焊縫成形均勻美觀，且質(zhì)量穩(wěn)定，一次探傷合格率達(dá)到99%以上，所焊接的加熱管經(jīng)過(guò)氣壓試驗(yàn)，無(wú)一個(gè)接口泄露。自動(dòng)TIG焊每個(gè)焊口焊接時(shí)間只需10分鐘，效率是手工氬弧焊的2倍，大大提高了生產(chǎn)效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

全位置自動(dòng)氬弧焊工藝是一項(xiàng)適合瀝青船貨罐加熱管對(duì)接焊的焊接工藝，具有質(zhì)量穩(wěn)定、操作容易、效率高的優(yōu)點(diǎn)。

自動(dòng)氬弧焊絲目前國(guó)內(nèi)尚無(wú)取得船級(jí)社認(rèn)證的產(chǎn)品，但可以選用型號(hào)為ER70S-6的CO2氣體保護(hù)焊絲替代，工藝評(píng)定顯示其力學(xué)性能符合船級(jí)社規(guī)范焊接要求。endprint