埋弧焊管内焊双丝焊工艺参数的优化

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1、万方数据·60·焊管·第28卷第4期·2005年7月螺旋埋弧焊管内焊双丝焊工艺参数的优化董军，周林(沙市石油钢管厂，湖北沙市434001)关键词：螺旋焊管；内焊；双丝焊；工艺参数；优化中图分类号：TGll5．6+2文献标识码：B文章编号：1001—3938(2005)04—0060—021内焊双丝焊的优缺点及适用范围随着石油及天然气输送管道建设高峰的到来，螺旋焊管朝着大口径、厚壁及高强度的方向发展。为提高生产效率，内焊双丝焊工艺得到普遍应用。与内焊单丝焊相比，双丝焊的优势主要表现为：减少了单丝焊中常见的咬边

2、等外观缺陷，焊缝质量好；提高了焊接速度，适应钢管的高速焊接。但内焊双丝焊对气孔和夹渣比较敏感，容易因前后丝错位而产生焊偏现象。通过对内焊双丝焊工艺参数的优化，可以扬长避短，实现螺旋埋弧焊管的高速高质焊接。因空间位置不足，考虑到内焊头调整及导电唇片更换等因素的影响，内焊双丝焊宜在管径大于4,820mm，壁厚大于8mm的螺旋埋弧焊钢管制造中选用。2工艺参数的选择2．1内焊双丝焊的配备一般情况下，选用内焊双丝焊时，采用直流+交流的形式，即前丝使用直流焊机，后丝使用交流焊机，这样既可以获得足够的熔深，又可以得到满意

3、的焊缝成型。目前螺旋埋弧焊管机组上大多采用林肯DC一1500和AC一1200型焊机。2．2坡口形状焊接坡口形状的稳定对焊接质量有着重要影响，坡口钝边尺寸和焊接速度决定了焊接电流的选用。在制管过程中因钢带月牙弯的影响，钢带不可避免地存在着蹿动现象，导致坡口尺寸发生变化。这就要求焊工及时对电流作出调整，否则将容易产生未焊透、烧穿或气孔、夹渣等缺陷，增大了质量隐患。为减少焊接缺陷，降低质量隐患，笔者建议：壁厚不大于12mm时，可以不开坡口，这样可以保持焊接电流的相对稳定，壁厚大于12mm时，为适应高速焊接，可以适

4、当选择坡口形式，选择的原则是以前丝电流稳定在1000A左右来选择钝边尺寸和焊接速度。如果钝边过大，将会造成前丝焊接电流过大或焊接速度过小。而在选用DC一1500型林肯焊机时，焊接电流超过1100A后将增加电流输出的不稳定性，影响焊接质量。一般情况下钝边8mm左右为宜。为降低焊偏对焊接质量的影响，坡口角度不宜过大，一般Y型坡口的角度取5。～150，x型坡口可以在5。～250的范围内设定。2．3偏心距和焊丝间距的选择一般来说，螺旋焊管自动焊焊点位置与钢管中轴线方向都有一段距离，这个距离称为偏心距，如图1所示。内

5、焊单丝焊时，根据管径的大小，偏心距为20～50mm，而双丝焊时，偏心距以前丝为据。双丝焊的偏心距对焊接质量的影响很大，若偏心距过小，焊点位置不到焊垫辊，容易造成烧穿，甚至引发裂纹；偏心距过大，又易造成焊缝内凹，严重时内凹部分甚至低于母材。实际生产中，偏心距对焊缝质量的影响远不止这些，要把壁厚、坡口形状、焊接电流、电压及成型的稳定性等因素综合考虑才能最终确定偏心距的大小。这是因为双丝焊时焊接线能量较大，产生气孔、夹渣的倾向万方数据第28卷第4期董军等：螺旋埋弧焊管内焊双丝焊工艺参数的优化内后图1内焊示意图性大

6、，特别是钢带蹿动时，坡口钝边尺寸变化较大，而双丝焊焊点位置靠近焊垫辊则容易烧穿，若降低前丝电流，跟踪不及时又易造成未焊透、气孔和夹渣。因此笔者建议：坡口小时，偏心距的范围为0～10mm，坡口大时偏心距的范围为一5～0mm。总之选择的原则是：壁厚(钝边)越大，前丝电流越大，则偏心距越大。双丝焊时，焊丝间距与偏心距的选择原则大体相似，电流越大，则间距越大，一般焊丝间距为8—12mm。2．4焊接电流和焊接速度的选择前丝焊接电流的大小取决于焊接速度和壁厚，速度越快、壁厚越大，则电流越大。而后丝焊接电流与焊接速度和壁

7、厚的关系不大，这是因为前丝要保证足够的熔深，而后丝只起美化焊缝成型的作用。一般情况下，电焊机的实际焊接电流为额定焊接电流的50％一75％时焊接输出比较稳定。以林肯DC一1500型电焊机为例，前丝电流以不超过1100A为宜。由于林肯AC一1200型焊机设有大、中、小三档，小档的电流范围为300～500A。所以，后丝焊接电流在400A左右焊接性能最为稳定。确定了壁厚和焊接电流以后，只要能保证足够的熔深，焊接速度当然越快越好。如果开了坡口，焊接速度可以更快。2．5焊接电压的选择双丝焊电压的选择原则是后丝电压略大于

8、前丝，否则易形成葫芦形焊缝，对焊接质量不利。但电压与电流要保持一定的匹配关系，一般当前丝电流为800一l100A时，前丝电压取30～34V，后丝电压取32—35V，这样可以获得比较满意的焊缝形状。2．6其它参数的选择为获得理想的焊缝，还须对其它工艺参数进行确认，主要有焊丝倾角、焊丝伸出长度、焊剂堆积高度等。(1)焊丝倾角一般情况下，内焊前丝倾角50一30。，后丝倾角可以比前丝倾角大5。一100。若焊接电流小，可以