自动化焊接装备在大口径不锈钢焊管行业中的应用

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1、自动化焊接装备在大口径不锈钢焊管行业中的应用陈国余李延军董文宁昆山华恒焊接设备技术有限公司215301【摘要】本文结合大口径不锈钢焊管行业对自动化焊接装备的需求，根据不同板厚选择相应的焊接工艺，根据不同要求的焊管制定相应的焊接装备，本文着重介绍了自动化装备和焊接技术在该焊管行业中的应用。【关键词】大口径不锈钢焊管自动化焊接工艺焊接装备【Abstract】Inthispaper,accordingtolarge-diameterweldedstainlesssteelpipeindustryautomationequipmentneeds,selectappr

2、opriateweldingprocedureforvariablewallthicknessandcustomizeappropriateweldingsystemfordifferentrequirements,thisarticlefocusesontheautomationequipmentandweldingtechnologyintheweldedpipeindustryapplication.【Keywords】Large-diameter,weldedstainlesssteelpipe,automation,weldingprocedure

3、,weldingequipment0前言不锈钢焊管具有较好的耐腐蚀性能，目前不锈钢焊管的运用主要集中在石油、化工、电力、造船、医药、食品、军工、机械、水处理等行业，随着不锈钢焊管工艺的日渐成熟，其需求领域正逐步扩大。目前我国是全球最大的不锈钢焊管生产国，据中国钢管协会统计，中国大约有2000家不锈钢焊管生产企业，2012年产量达107820吨；在这些企业当中，不少规模企业正在加大自身技术开发及产品研发力度，在增强自身影响力的同时，也加大了我国在国际上的影响力。用先进的自动焊接工艺和与之相配套的自动化装备可以大幅度提高产品质量，提高生产效率，降低制造成本，改善

4、工人的劳动条件。然而，早先国内焊管生产线目前仍处于比较落后的状态，由于国内原先还没有很好的大口径不锈钢焊管成套焊接系统，所以大多数厂家采用手工电弧焊和手工氩弧焊，这两种焊接方法应用不锈钢焊管生产线有很多缺点：板材焊前坡口制备成本高；焊接效率慢；由于是手工操作，焊接质量得不到保证，产品合格率低；热输入量大，工件变形大等。与之相比，等离子焊接由于能量集中，不开坡口，一次可实现8mm不锈钢一次单面焊双面成型，大大减少了焊前准备工作，保证了质量，提高了效率，所以大力推广自动化焊接工艺和装备在大口径不锈钢焊管行业中的应用势在必行。1.大口径不锈钢焊管制造工艺、工件情况

5、及焊接质量要求国内不锈钢焊管生产主要采用连续成型机组和UOE方法生产，本文介绍的大口径不锈钢焊管由于口径比较大，不易采用连续焊管线方式进行制造，采用图1工艺流程进行制造。6/6图1工艺流程根据市场及运输等要求该口径焊管制造长度一般为6000mm，但也有12000mm，材质为奥氏体不锈钢/铁素体/双相不锈钢如304（l），316（l），321，2205等，一般应用用工业。材料厚度在3～14mm，直径一般在Φ133mm～Φ1220mm，焊缝质量要求外观成型美观，X射线探伤二级合格，有些行业要求内表面成形平整光滑，产品示意图见图2。图2产品1.焊接工艺根据工件材质

6、和壁厚情况，以及焊缝质量要求，采用高能束等离子焊接工艺为主来解决该类焊管焊接是比较合理和先进的。由于壁厚在3mm以上，利用等离子能量集中，穿透能力强（不锈钢3~8mm可不开坡口，一次焊透）的优点，提高焊管效率和质量；如果壁厚在8mm以上可以采用工件开坡口留钝边的方式，应用等离子打底，等离子盖面/TIG盖面/埋弧焊盖面（根据壁厚和焊接工艺进行选择）；目前根据客户产量需求应用较多的是以下工艺。l单枪等离子（PAW），主要应用于壁厚在6mm以下；l等离子/氩弧焊切换（P/T），主要应用于壁厚在8mm以下，需要适当填焊丝的情况；l等离子+氩弧焊冷丝或者热丝（P+T）

7、，主要应用于壁厚在8~10mm以下,可以提高生产效率30%以上和获得更加美观的外观成形；l等离子/氩弧焊/埋弧焊（P/T/SAW），主要应用于10~14mm为主的管径，采用等离子打底，SAM盖面提高生产效率。针对不锈钢焊管，等离子和TIG保护气建议使用氩氢混和气体，氢气含量在5%，加入氢气一方面提高电弧能量，另一方面更重要的是提高保护效果，因为氢气是还原性气体，不锈钢中含Cr量比较多，在带有还原性的气体保护下，可以避免氧化现象，增加熔池的流动性，从而得到更加好的保护效果及焊缝成形，尤其是等离子温度高，氧化倾向大，如果后面有TIG盖面，等离子焊缝氧化严重，会使

8、得TIG焊缝无法成形。对于厚度大于8mm的工件，建议