CRC IWM內(nèi)焊+P260單槍下向焊焊接工藝研究

■ 李瑞峰

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大慶油田工程建設(shè)公司在2017年進行了CRC IWM內(nèi)焊+P260單槍下向焊焊接工藝研究。CRC P260設(shè)備主要用于單槍熱焊，具有熱輸入大、焊接速度快，熔合性良好等優(yōu)點，考慮到經(jīng)濟效益因素，繼續(xù)采用P260設(shè)備進行填充焊和蓋面焊操作。CRC公司在哈薩克斯坦曾采用過這種焊接工藝，但采用的是福尼斯電源，本工藝采用的是林肯DC400焊接電源，經(jīng)濟效益顯著且在國內(nèi)外首次應(yīng)用。

1. 焊前準(zhǔn)備

（1）焊接材料的選擇 中俄原油復(fù)線工程采用的是X65管線鋼，管徑為813mm，本工藝根焊焊絲采用CRC公司生產(chǎn)的TS—6，熱焊、填蓋焊絲選擇伯樂的SG3—P。

（2）焊接電源 本工藝采用林肯DC400焊接電源。

（3）保護氣體的選擇 根焊采用80%Ar+20%CO2，直接連接混合氣氣瓶。為了獲得更好的熔合性熱焊使用100%CO2，蓋面焊時為防止熔池下墜導(dǎo)致焊縫過高，采用80%Ar+20%CO2。具體參數(shù)如表1所示。

2. 坡口形式及其制作

對于“內(nèi)焊+外焊”的操作模式，國際上大多數(shù)都采用V U復(fù)合型坡口，V形坡口焊接后進行AUT檢測時容易發(fā)生幾何反射波，形成誤判。鑒于CRC公司曾經(jīng)大量應(yīng)用過雙V坡口和在哈薩克斯坦成功應(yīng)用的經(jīng)驗，本工藝采用雙V形坡口，坡口形狀如圖1所示。接頭型式：對接；坡口角度α：5°±1°；鈍邊p：（1.3±0.2）mm ；余高：0～2.0mm；上坡口面角度γ：45°±1°；對口間隙b：0～0.5mm ；內(nèi)坡口面角度β：37.5°±1°；錯變量：T≤14mm，錯邊≤1.5mm；坡口形式：雙V形；拐點距內(nèi)壁的高度H：（5.1±0.2）mm；拐點距鈍邊的寬度D：（2.5±0.2）mm；無背墊；內(nèi)坡口高度h：（1.3±0.2）mm；焊接順序如圖2所示。坡口兩側(cè)每邊寬0.5～2.0mm。

圖1 坡口形式

圖2 焊接順序

表1 焊接保護氣體和流量

3. 焊前注意事項

（1）嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)加工坡口，誤差率控制在規(guī)范以內(nèi)。

（2）坡口兩側(cè)20mm清理干凈，呈出金屬光澤，組對兩管端螺紋間距≥150mm。

（3）組對后分8點均勻分布測量坡口開口尺寸，經(jīng)過多次試驗最佳開口為6.2～6.8mm，錯邊量≤1.5mm，并詳細(xì)記錄以利于結(jié)合檢測結(jié)果分析焊接參數(shù)。

（4）內(nèi)焊前調(diào)整內(nèi)焊機水平狀態(tài)，清理槍頭護罩、防飛濺銅網(wǎng)、導(dǎo)電嘴、試氣，焊槍非焊接狀態(tài)下行程是否與坡口緊密接觸等注意事項。

（5）內(nèi)焊前用中頻加熱器預(yù)熱到80℃，冬季野外施工焊接需要加熱120～150℃。

4. 焊接參數(shù)

CRC P260每層焊道可以分為五個區(qū)間，本工藝分了三個工作單元，從0點位開始分區(qū)間隔為60°，在焊接過程中從平位、立位到仰位的轉(zhuǎn)換中，通過參數(shù)變化獲得合格的焊縫。具體焊接參數(shù)如表2所示。

5. 操作要點及注意事項

（1）根焊 ①內(nèi)焊機漲靴在使用前需上機油，前后漲靴高度要保證一致，防止錯邊量過大，若高度不一致可以通過加減墊圈調(diào)節(jié)。②內(nèi)焊槍頭與焊接方向的夾角為83°，內(nèi)焊焊絲干伸長度8.0～9.0mm，保證每個焊槍的干伸長度一致；焊絲對中坡口中心。③安全操作注意事項：內(nèi)焊機完成根焊進行人工檢查時，控制盒行走旋鈕一定不要放在“OFF”檔位，防止內(nèi)焊機因誤操作自動行走而傷及人身安全；調(diào)整內(nèi)焊機時，內(nèi)焊機上的紅色安全銷一定要插上，防止夾手。

（2）熱焊 ①熱焊前要看好根部焊道成形，如錯邊超標(biāo)需要清根處理，打磨時不要破壞坡口。②焊前需要調(diào)整焊槍角度，焊槍和焊接方向夾角呈96°，下向焊時焊槍對坡口有預(yù)熱的作用，防止焊絲在熔池中熔化產(chǎn)生翻漿的負(fù)作用。③焊前需要調(diào)整焊槍對中性，防止指向坡口一側(cè)時另一側(cè)坡口形成未熔合。④CRC P260自動焊機具有垂直跟蹤系統(tǒng)，當(dāng)在仰位焊接時，要注意垂直跟蹤系統(tǒng)按鍵的切換。

（3）填充焊 ①填充焊接時可以調(diào)節(jié)焊槍的干伸長度，干伸長度變大后焊接熱輸入減小，可以防止熔池溫度過高引起焊縫填充量變大，在增大干伸長度的同時，要減小擺寬，防止熔池在坡口面過度熔化，破壞坡口側(cè)壁形成未熔合。②焊前通過試擺可以發(fā)現(xiàn)焊槍是否對中，如未及時調(diào)整就會在仰位產(chǎn)生側(cè)壁未熔合。③從引弧開始要逐漸根據(jù)坡口兩側(cè)的熔合情況加快焊接速度，大量焊接試驗表明，平位填充量過后容易產(chǎn)生未熔合，在仰位焊接要根據(jù)熔池的下墜情況減慢焊接速度，增大擺寬，防止焊縫過高增加打磨工作量，防止夾角過深形成未熔合，給蓋面焊工增加焊接難度。

表2 焊接參數(shù)

（4）蓋面焊 ①蓋面焊前仔細(xì)檢查最后一遍填充高度，夾角過深的地方需要打磨平整，打磨時不能破壞母材。②若錯邊量比較大，焊槍應(yīng)該多向高的一側(cè)傾斜，這樣能獲得平滑過渡的焊縫。③由于蓋面時焊接操作不在坡口內(nèi)，焊接氣體流量要加大，焊接前仔細(xì)試氣。

6. 結(jié)語

CRC IWM內(nèi)焊+P260單槍下向焊焊接工藝常用φ813mm管線，φ1219 mm管線采用CRC IWM內(nèi)焊+P260單槍熱焊+P625雙槍填蓋。CRC IWM內(nèi)焊+P260單槍熱焊是重要工藝組合，可提高根焊效率和一次焊接合格率。焊接設(shè)備經(jīng)過調(diào)試合格后方可以進行組對，要做到試電、試氣、送絲、行走和擺動都調(diào)試合格，組對時對口間隙和錯邊量在試驗范圍內(nèi)，焊接過程中注意參數(shù)分區(qū)調(diào)節(jié)和焊槍角度，保證氣體純度，蓋面焊前檢查坡口深度，注重細(xì)節(jié)提高一次焊接合格率。