全自動(dòng)焊接技術(shù)在長輸管道建設(shè)中的應(yīng)用

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摘 要：為適應(yīng)我國高速發(fā)展的管道建設(shè)需要，開發(fā)研制了1套完善的長輸管道環(huán)焊縫全自動(dòng)外焊機(jī)及其焊接工藝，在“西氣東輸”工程應(yīng)用中取得了良好的效果。介紹了該設(shè)備的機(jī)械系統(tǒng)、控制系統(tǒng)的研制，并提供了典型的焊接工藝參數(shù)。該套設(shè)備實(shí)現(xiàn)了焊接參數(shù)既可在焊前預(yù)設(shè)，又可在焊接過程中分別實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，尤其適合我國現(xiàn)場施工作業(yè)條件及工人的技術(shù)水平，克服了國內(nèi)外同類產(chǎn)品的弊端。

關(guān)鍵詞：焊接設(shè)備；長輸管道；應(yīng)用

1 幾種全自動(dòng)焊接技術(shù)的介紹

1.1 實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊接技術(shù)

實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)自動(dòng)焊技術(shù)主要是通過可熔實(shí)芯焊絲與焊金屬的之間形成的電弧，利用電弧的熱量熔化焊絲從而達(dá)到與目材形成焊縫的效果。當(dāng)前階段，采用這種方法的自動(dòng)焊設(shè)備廠有很多，其中與國內(nèi)聯(lián)系較為密切的是諾依斯特公司以及美國的CRC公司。

諾依斯特公司的自動(dòng)焊機(jī)采用的是精確性較高的棱直系統(tǒng)保障焊絲驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和管子開放端坡口，之后通過口器靴的固定完成系統(tǒng)的定位工作。其次是CRC公司的管道自動(dòng)焊機(jī)。CRC公司的管道專用焊機(jī)的種類很多，可以滿足不同厚度管道的全位置焊接。最后是國內(nèi)的管道自動(dòng)焊機(jī)。經(jīng)過對國外先進(jìn)技術(shù)的借鑒吸收，我國國內(nèi)已經(jīng)研究出適合長輸管道環(huán)焊縫施工的全位置自動(dòng)焊機(jī)，其典型代表有中國天然氣集團(tuán)公司工程技術(shù)研究院研發(fā)的APW-II型全位置自動(dòng)焊機(jī)以及石油管道特種施工機(jī)具研究所研發(fā)的APW2000管道全位置自動(dòng)焊機(jī)。其中APW-II型全位置自動(dòng)焊機(jī)主要是采用直流脈寬調(diào)速為基礎(chǔ)、以位移傳感檢測閉環(huán)控制為核心的硬件控制電路實(shí)現(xiàn)對焊接參數(shù)的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而更好的適應(yīng)較為復(fù)雜的管道施工活動(dòng)。而APW2000則是由焊接小車，軌道以及計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制柜等設(shè)備形成的完整系統(tǒng)。后者在我國的長輸管道工程中已經(jīng)得到了使用。

1.2 藥芯焊絲自動(dòng)焊技術(shù)

藥芯焊絲自動(dòng)焊技術(shù)的原理與實(shí)芯焊絲氣體保護(hù)焊存在一定的相似之處。其中藥芯是由礦物材料、金屬材料、穩(wěn)弧藥以及還原劑等物品構(gòu)成。其優(yōu)點(diǎn)包括熔敷速度快、焊接質(zhì)量高、經(jīng)濟(jì)性高以及適應(yīng)性好等。藥芯焊絲自動(dòng)焊設(shè)備主要是由焊接電源的送絲系統(tǒng)、焊槍行走系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)等多個(gè)系統(tǒng)組成。

2 管道全位置自動(dòng)焊的施工過程

2.1 管口清理組對

在實(shí)際施工之前，使用內(nèi)對口器對管口，要對管道內(nèi)外坡口邊緣兩側(cè)25mm范圍內(nèi)的雜質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的清理，保障坡口處呈現(xiàn)出金屬光澤。普遍情況下，雜質(zhì)的類型包括油污、泥土以及銹跡等。

2.2 坡口修整

首先要對管口處的鈍邊厚度、管口圓度、坡口角度、平面度、垂直度等參數(shù)進(jìn)行細(xì)致的測量，保障上述參數(shù)與焊接作業(yè)的要求相同，若是出現(xiàn)差異，要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。復(fù)合型坡口能夠提升大口徑、大壁管道焊接的質(zhì)量，較為常用。復(fù)合型坡口的參數(shù)為坡口表面開口寬度、下坡口角度和寬度墩邊高度以及內(nèi)坡口角度和高度。其次，對管口附近的螺旋的焊縫進(jìn)行打磨處理，為后續(xù)焊接軌道的安裝作提供便利。在條件允許的情況下，可以使用坡口整形機(jī)對管口進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼?，使其與焊接軌道形成完美的契合。

2.3 焊機(jī)軌道的安裝

焊接軌道的安裝需要在專業(yè)工具輔助下完成，通過測量調(diào)整焊接軌道邊緣與管道坡口之間的距離以及松緊程度，從而保障焊接軌道與管道的同心度和管口的平行保持一致，這樣可以有利于焊接小車的行走，提升焊接施工的質(zhì)量。在軌道安裝的過程中，使用的工具的硬度要低于焊接軌道，防止焊接軌道受到損傷。軌道安裝完畢之后，要保證軌道與管面的距離在3mm以內(nèi)，軌道與管口端面的距離要控制在2mm以內(nèi)，促進(jìn)焊接作業(yè)的順利進(jìn)行。

2.4 焊接作業(yè)

在焊接作業(yè)的過程中，要根據(jù)焊接施工的實(shí)際要求輸入焊接參數(shù)，使焊機(jī)焊槍保持合適的位置和角度。在啟動(dòng)焊機(jī)之后，要對整個(gè)作業(yè)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)的管控，一旦出現(xiàn)斷弧霍或是跑偏的問題要及時(shí)停機(jī)進(jìn)行調(diào)整，保障焊接工作的高效開展?，F(xiàn)場焊接的技術(shù)要點(diǎn)如下：①自動(dòng)焊的抗風(fēng)能力較差，因此，現(xiàn)場焊接要在防風(fēng)棚內(nèi)進(jìn)行，并在焊接管段的端部加裝盲板，避免因穿堂風(fēng)而產(chǎn)生氣孔等缺陷。在風(fēng)速較大或是天氣惡劣的情況下，要停止焊接作業(yè)；②管口組對時(shí)要對對口間隙進(jìn)行嚴(yán)格的檢查，防止超標(biāo)；③在焊接作業(yè)之前要對焊接工藝參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，并在作業(yè)過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤。熱焊、填充層焊接時(shí)，要對擺寬進(jìn)行控制，最好在坡口兩側(cè)各0.5mm的寬度；④熱焊完成之前嚴(yán)禁內(nèi)焊機(jī)撤離，在起伏的地形下，要防止焊道因受力而出現(xiàn)裂紋；⑤在蓋面焊時(shí)，應(yīng)該在焊接作業(yè)開始之前根據(jù)所測坡口上的開口寬度數(shù)值，調(diào)節(jié)好兩把焊槍左右錯(cuò)開的距離以及擺動(dòng)寬度。

3 自動(dòng)焊技術(shù)在國內(nèi)的推廣應(yīng)用分析

①工作效率高。自動(dòng)焊接技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)送絲，并且焊絲的熔敷速度快，在焊接作業(yè)的過程中不需要更換焊條；②焊接質(zhì)量好。自動(dòng)焊接技術(shù)的操作簡便，且能夠良好的適應(yīng)大壁厚管道焊接施工，其焊接質(zhì)量不受焊工自身技術(shù)水平的影響；③工作量小。由于自動(dòng)焊接技術(shù)是由機(jī)械完成焊接作業(yè)，極大的減輕了焊工的工作量。

4 結(jié)語

綜上所述，全自動(dòng)焊接技術(shù)具有焊接速度快，焊接質(zhì)量好等特點(diǎn)，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，全自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)成為我國長輸管道工程建設(shè)中必須使用的技術(shù)，因此不斷加強(qiáng)研究力度提升其技術(shù)水平對于我國工程建設(shè)具有重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張占輝，李建軍.自動(dòng)焊技術(shù)在長輸管道焊接中的應(yīng)用[J].焊接技術(shù)，2011（S2）.