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1、焊管·第23卷第2期·2000年3月·1·长输管线自动化焊接技术隋永莉孙冬梅(中国石油天然气管道局焊接试验培训中心065000)摘要介绍了国外长输管线自动焊接技术,就“实芯焊丝+气体保护”自动焊接系统、“药芯焊丝+气体保护”自动焊接系统和“闪光对焊”自动焊接系统的技术特点进行了分析。主题词管道油气管道焊接气体保护自动焊闪光对焊1前言2实芯焊丝气体保护自动电弧焊技术管道输送是一种安全、经济、对环境破坏实芯焊丝气体保护焊(GMAW)通过连小的运输方式。其建设地区跨度大,沿线施工续送进焊丝填充焊缝,焊接时向焊接区输送环境恶劣,加之管
2、道输送逐步向高压保护气体,使焊丝端部、熔池及附近的母材金(7.5MPa)、大口径(Á1420mm)方向发展,属与周围空气隔离。这对管道环焊缝的焊接提出了更高的要求。2.1气体保护自动焊设备管道环焊缝的焊接成为制约整个工程质量和“实芯焊丝+气体保护”管道环缝自动电建设周期的关键工序。弧焊设备主要包括供电设备、坡口机、对口器目前,我国管道焊接施工仍以手工电弧和弧焊装置。其中弧焊装置是实现管段对接焊为主,半自动焊为辅,在施工过程中,由于的关键,由轨道、弧焊电源、焊接小车、送丝机人为因素造成的质量不稳定问题比较突出。构、摆动机构、供气
3、系统及过程控制器等组近20多年来,在国外迅速发展了管道焊接施成。工高新技术,现已经初步形成技术和设备的目前美国、法国、意大利、日本等国的焊系列化。美国、加拿大、前苏联等国家在管道机制造商均生产各种不同规格型号的管道对施工中均已大量采用了自动化焊接设备,实接气体保护自动焊设备。图1至图3所列为践证明其自动化焊接系统焊接质量稳定、焊CRC公司“实芯焊丝+气体保护”自动焊主接速度快,是一项比较成熟的管道施工技术。要设备的机构简图,表1为CRC公司自动焊据不完全统计,到目前为止至少有8个系统的技术参数。国家的20多家公司开发了比较先进
4、的技术和相应的成套设备。用于现场且比较成熟的自动焊接技术主要有三类,即以美国CRC公司为代表的“实芯焊丝+气体保护”管道环缝强迫成型自动电弧焊技术和设备;以及乌克兰巴顿焊接研究所为代表的“药芯焊丝+气体保护”管道环缝强迫成型自动电弧焊技术和设备;以及巴顿焊接研究所开发的管道环缝闪光对焊技术和设备。图1加工特殊复合坡口的坡口机·2·焊管·2000年3月焊采用上向焊,防止未焊透和熔穿。对于不同的管材、管径、壁厚及不同焊道,其焊接参数是各不相同的。实际应用的焊接参数是经焊接工艺评定后预置到过程控制器中的。CRC自动焊接系统采用不同焊
5、机焊图2带有管内焊机的内对口器接不同的焊道,但国外大部分自动焊接系统都采用同一焊机焊接不同的焊道,各焊道的焊接参数用程序切换。焊接过程中过程控制器控制和调节的主要参数有:焊接电压、送丝速度、焊接速度、摆动速度、摆动宽度、摆动延迟时间等。气体保护自动焊施工时,由于管子装配无法保证环焊缝均匀一致的钝边、对口间隙图3管外自动焊机及错边量,所以大多在现场加工管端坡口,以保证管端圆度,及内对口器装配后坡口表面表1CRC公司自动焊系统技术参数不变形。管子加工出合格的坡口后,由内对口根部热焊填充盖面器装配、固定管子,开始施焊。根焊有从管道焊
6、机型号内焊机外焊机外焊机外焊机内壁焊接的,也有从管道外壁焊接的。管内焊焊接机头数4～6222接采用与内对口器组装在一起的管内自动根焊丝直径(mm)0.90.90.90.9焊机,如CRC公司、日本川崎制铁公司的自送丝速度(mmömin)965212700114309652动焊接系统就采用这种技术。管外焊接采用75%Ar与内对口器组装在一起的垫板强迫根焊成100%100%100%保护气种类+25%CO2CO2CO2型,如法国“Saturne”系统、意大利PASSO系CO2保护气流量统等。507510075(lömin)气体保护自动
7、焊在现场采用流水作业进焊接电流(A)185240190185行管道对接,工序分别为吊管、坡口加工、轨焊接电压(V)19.52523.519.5道安装、对口及根焊、热焊、填充和盖面等。焊接速度381±330±76212702.3焊接实例(mmömin)20%20%在科洛尼尔成品油管道、阿意输气管线(1)电源为直流(2)根部内焊机为多弧自动焊机,焊等的施工过程中,都采用了气体保护自动焊备注小口径管子时用四弧焊机(内焊机机接系统。头数为4个),焊大口径管子时用六弧焊机(内焊机机头数为6个)美国德克萨斯州的班德拉附近,CRC—Cros
8、e自动电焊机经受了严酷自然条件的考2.2焊接工艺验,在一条Á30inX60管线5英里长的区段气体保护自动焊技术采用CO2或CO2上焊出优良的焊缝。最高记录每小时25个焊与Ar的混合气为保护气体,每道焊缝包括口,8小时半的工作日内完成188道焊口。根焊、热焊、填充焊和盖面焊。所
