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1、16·工艺与应用·焊接技术2000年6月第29卷第3期文章编号:10022025X(2000)0320016202STT型CO2半自动焊在管道焊接中的应用1122鲍云杰,朱志明,郭爱东,赵志刚(11清华大学,北京100084;21中国石油天然气管道局,河北廊坊065000)摘要:STT型CO2逆变焊机是一种新型的半自动焊机。它基于短路液桥表面张力过渡(Surface2tension2transfer)理论,采用了波形控制技术,具有优异的工艺适应性,因此拓宽了CO2半自动焊的应用领域。本文结合STT型CO2半自动焊在Muglad盆地石油管道打底焊施工中的应用,对使用效果进行了
2、分析和评价。STT半自动焊技术在主体管道双联管打底焊中的成功应用。改变了CO2半自动焊不适合长输管道焊接的观念,在技术上是一次较大的突破,为完善长输管道主体半自动化焊接工艺提供了新的思路。关键词:CO2焊;管道;短路液桥表面张力过渡;打底焊道;应用+中图分类号:TG444.73文献标识码:B期,输出电流为10A;t3～t5是颈缩后期(熔滴和焊丝分离之前),输出电流低于50A。在这两个阶段要使电1引言流减小,避免液桥爆断引起飞溅,同时控制燃弧能量,随着石油工业的发展,我国的长输管道建设也正改善焊缝成形。在t5时刻焊丝同熔池分离,电源立即处于发展的高峰期。在这个进程中,我国的管
3、道施工输出大电流,保证顺利引弧;电弧引燃后,电流逐渐减技术得到了长足的发展和提高。特别是进入90年代以小,在t7时刻回到基值电流。来,随着几项国家重点工程的上马,又相继引进了几种较为先进的焊接工艺和相关的焊接设备,大大提高了国内施工队伍的整体实力和施工能力,为开创海外市场创造了良好的条件。在苏丹Muglad盆地石油开发项目管道系统焊接施工中,中国石油天然气管道局引进了STT型CO2半自动焊接技术,使双联管工艺的打底焊取得了较好的效果。2STT型CO2焊接技术CO2气体保护焊是一种廉价、高效的焊接方法。传[2]统的短路过渡CO2焊采用恒压外特性电源配合等速该焊机的主要优点:①
4、焊接过程稳定(干伸长度送丝,主要依靠回路电感的作用控制焊接过程的稳定变化影响小),显著地降低了飞溅,减轻了焊工的工作性,以减小飞溅,调节燃弧能量,改善焊缝成形。但是,强度;②焊缝成形美观;③电弧产生的辐射和烟雾较电感的作用不能从根本上解决焊接飞溅大和控制熔深少;④可降低小尺寸工件的热输入量。其优异的性能[1]及成形的矛盾。大大拓宽了CO2半自动焊的应用领域。STT型CO2焊接技术基于短路液桥表面张力过渡(Surface2tension-transfer)的理论,Lincoln电器公3管道焊接中的实际应用司利用逆变焊机的高速可控性,采用波形控制技术研311焊接工艺制了STT型
5、CO2半自动焊机。该焊机工作于短路过苏丹管道工程双联管工艺的打底焊道采用STT渡方式,电源在一个过渡周期内根据不同电弧电压值型逆变焊机进行全位置焊接,其它焊道采用埋弧焊。(电弧状态)输出不同的焊接电流(见图1)。t0～t1是工程采用钢管级别为APIspec5LX65,直径为71112短路前燃弧期,输出基值电流50～100A,其作用是保mm,壁厚10172mm。钢管接头设计如图2,打底焊工证电弧燃烧和提供熔滴长大的能量。t1～t2是短路前艺参数见表1。收稿日期:1999210206WeldingTechnologyVol.29No.3Jun.2000·工艺与应用·17温度,改
6、善焊缝组织性能;(4)由于STT型焊接电源输出独特的控制电流,打底焊熔敷效果较好,特别是焊道内侧成形平滑,不易产生咬边、未熔合等缺陷;(5)焊口X射线探伤的合格率明显提高,返修率低。4长输管道主体焊接半自动化技术的完善312技术措施目前我国长输管道主体焊接最成熟的工艺就是纤钢管对口采用内对口器,为防止焊接过程中出现维素焊条打底,自保护药芯焊丝半自动焊填充、盖面工裂纹,打底焊完成后对口器方可撤离。焊前需要预热,艺。药芯焊丝把断续的焊接过程变为连续的生产方预热温度100～150℃。采用下向焊,允许轻微摆动。式,从而减少接头数目,提高了焊缝质量,也提高了生焊接过程应注意保持焊接速
7、度和不同焊接位置焊枪角产效率,节约了能源[3]。同时,药芯焊丝的工艺性能优度的调整,保证全位置焊接单面焊双面成形效果。CO2良,电弧稳定,熔滴过渡平稳,并且成形美观,脱渣容焊应注意有效防护,环境风速过大应停止焊接。打底易,特别是药芯焊丝的焊缝力学性能好,尤其是冲击韧焊完成后,用钢丝刷清理干净(不需砂轮机打磨),立即性高。此工艺在西北库鄯管线初次使用,在苏丹项目进行其它焊道的焊接(保证层间温度)。施工中出现的主体焊接中继续得到应用,均显示了良好的效果。主要问题及原因分析见表2。长期以来,自保护药芯焊丝一直被用于管道的
