论大口径管道自动焊接技术-

论文导读：
摘要：本文介绍了大口径管道自动焊接技术，从自动化焊接设备、根焊技术，焊接技术、热焊技术等方面进行了分析。
关键词：大口径管道 自动焊技术 焊接缺陷
西气东输，一条能源“巨龙”从阿姆河右岸昂首，沿着古丝绸之路，万里东进，翻越千山万水，进入华夏大地，直奔珠江三角洲。它一干八支，总里程8704公里，总投资1422亿元，是中国第一条引进利用境外天然气的陆上能源通道，也是目前世界上最长的天然气管道工程，被喻为保障国家能源安全、提升民生质量的国之动脉。在我国具有长大的意义，包括：经济意义、政治意义、社会意义。西气东输工程采用的钢结构也是具有世界先进技术的钢种，直径大，直径可达1219mm，强度高、耐压力大，可以抵抗12MPa，距离长，堪称世界第一长度，可以达到9000km。钢结构的连接了少不了焊接技术。焊接技术就是高温或高压条件下，使用焊接材料将两块或两块以上的母材连接成一个整体的操作方法。该工程如此长的距离对焊接技术有着严格的要求，要采用自动焊、或半自动焊技术，等世界比较先进的焊接技术。自动焊是指焊丝和接时的运条是机子自动送的，半自动焊是指焊丝是机子自动送的,但是焊接时的运条是焊工自已控制的。自动焊焊接过程的机械化和自动化，它不仅标志着更高的焊接生产效率和更好的焊接质量，而且还大大改善了生产劳动条件。采用自动焊接技术焊接大口径的管道属于首次进行，在我国历史上也具有里程碑的意义。
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1、自动化焊接设备

1.1刚性自动化焊接设备刚性自动化焊接设备

也称为初级自动化焊接设备，其大多数是按照开环控制的原理设计的。虽然整个焊接过程由焊接设备自动完成，但对焊接过程中焊接参数的波动不能进行闭环的反馈系统，不能随机纠正可能出现的偏差。

1.2自适应控制自动化焊接设备

自适应控制的焊接设备是一种自动化程度较高的焊接设备，它配用传感器和电子检测线路，对焊缝轨迹自动导向和跟踪，并对主要的焊接参数进行实行闭环的反馈控制。整个焊接过程将按预先设定的程序和工艺参数自动完成

1.3智能化自动焊接设备

它利用各种高级的传感元件，如视觉传感器，触觉传感器，听觉传感器和激光扫描器等，并借助计算机软件系统，数据库和专家系统具有识别、判断、实时检测，运算、自动编程、焊接参数存储和自动生成焊接记录文件的功能。

2、根焊技术

根焊道的焊接是保证管道焊缝质量的重要工序，是保证管道的施工进步的关键技术，根焊道的焊接出现质量问题会涉及到整个管道施工的质量问题，会耽误工程的进度，影响工期。

2.1设备：

ZFH直缝自动焊接机主要配置：
直线轴承导向，同步带传动或齿轮条传动，直流电机驱动，电机功率65W，无级调速
焊调节机构：气动下机构、铝合金十字调架，焊三维，调节范围X=50mm，Y=50mm。一维旋转调节。
电器控制，PLC控制，电控箱置于机座内，操作盒置于挂锁端。
可配电源：TIG/MIG

2.2内焊机使用的焊前准备

（1）操作人员要了解内焊机的操作顺序和操作规范，要严格按照规定来进行，一旦出现失误，就会对操作人员的身体造成很大的危害，是比较的危险，但是如果按照规范来操作，熟练的掌握内焊机一般不会出现事故的。焊前的准备：
（2）调平内焊机的端面，包括3个定位端面。8个焊炬，其中焊炬中心要处在同一个水平面，不能出现偏移，一旦平偏离就会造成危险。
（3）气罩内要安装一定的铜网，防止熔体飞溅，造成事故，同时也能保证气体稳定的排除。
管道口要安装一定的防风设备，保证在焊接中不会出现气泡。

3.焊接技术

3.1坡口型式

常见的坡口型式有：对接坡口和角接坡口（工程上为区分角接接头中的对接与一般对接焊缝，现将其分为对接、坡口角接、角接三大类）。对接坡口主要有：I型、V型、X型、U型、Y型、UV型、VV型等，角接坡口有：T型、搭接、J型等。
内焊机采用没有间隙的根焊，焊接过程不能随意的更改设计的工艺参数，这对焊接的接口有着很严格的要求。自动焊接的坡口尺寸大小和形状对对焊接的质量起着很重要的作用，直接影响着施工的速度。

3.2参数设置

（1）送丝电动机调节旋钮到800mm\6s-900mm\s。
（2）近控箱的送丝电动机调节旋钮到180mm\25s-220mm\25s.
（3）焊接时，在管外坡口内侧要用铜板堵上坡口内侧的间隙，防止熔体长生的高温烧穿钢结构。
这样设计的参数可以防止在焊缝中形成气孔、夹渣、裂纹等缺陷，恶化焊缝的质量和性能。

4、热焊技术

4.1设备
全自动焊接设备PAW2000A＋PAW3000可以针对热焊时热焊道凸起和未熔合的问题，重新设定焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数并进行匹配试验，对填充盖面出现的气孔，采取调整摆幅宽度、摆动频率、气体流量等措施全自动焊机结构趋于合理，焊接性能稳步提高。使用该焊机成功穿越1条宽90米、深8米的水沟和焊接1处7度纵向转角管道；焊接管口30道，一次检测合格率100%；焊接管口40道，一次检测合格率100%；焊接管口51道，一次检测合格98%。

4.2解决热焊道凸起和未熔的措施

（1）要熟悉焊接速度、送丝速度、单摆时间、电弧电压等6个参数的作用及主次关系。
（2）采用零摆动，保证干长度小于12mm
（3）焊接坡口钝边设定在0.9-

1.0mm，可有效的繁殖出现未熔。

（4）要用二氧化碳作为保护气。气体的流速控制在20\min。可以增加熔的程度，防止出现未熔的缺陷。
参考文献：
吴彩勇,周晓辉,王继春等.大口径管道自动焊接技术研究[J].电焊机,2009,39(5):101-103,158.
迟红艳,王继春,陈建平等.大口径管道自动焊焊接技术研究[J].焊接技术,2005,34(z1):11-13.
[3]杨俊伟,李岩.全位置自动焊接在管道建设中的应用[J].油气储运,2001,20(12):27-28.
[4]迟红艳,王继春,陈建平等.大口径管道自动焊焊接技术研究[C]. 2005年石油工程焊接技术交流及焊接设备焊接材料应用研讨会论文集.2005:11-13.
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