探究連續(xù)油管對接全位置自動焊技術的應用

1、<p>　　探究連續(xù)油管對接全位置自動焊技術的應用</p><p>　　【摘要】在焊接的施工中還要根據(jù)管材的材質和管材的規(guī)格選用合適的焊接方法。要保證焊接后的連續(xù)油管質量好、再現(xiàn)性能好, 就一定要保證焊接方法技術到位和在施工過程中應用正確。下面筆者對自動焊接的方法在連續(xù)油管中的應用進行介紹。 </p><p>　　【關鍵詞】連續(xù)油管 自動焊接 </p><p&

2、gt;　　中圖分類號：P755.1 文獻標識碼：A </p><p><b>　　1、自動焊接方法 </b></p><p>　　自動焊接是焊絲連續(xù)送進，電弧的運動由焊工手工操作的焊接方法，設備比較簡單，移動方便，焊接準備時間短，焊接操作靈活，焊接質量穩(wěn)定可靠，生產效率高，適用于全位置焊接。自動焊接方法很多，目前主要有CO2氣體保護自動焊，藥芯焊絲CO2氣體保護自動焊

3、及自保護藥芯焊絲自動焊等。為了選出適合于焊接API規(guī)范的大口徑連續(xù)油管的焊接方法，本文對目前常用的自動焊接方法進行全位置管道焊接的試驗研究。 </p><p>　?。?）CO2氣體保護自動焊接。CO2氣體保護自動焊接采用實芯鍍銅光焊絲，純二氧化碳氣體，焊絲本身對電弧不起保護作用，完全依靠二氧化碳氣體保護電弧及熔池，以防止空氣的侵入，同時二氧化碳氣體又起到使電弧穩(wěn)定燃燒的作用，由于二氧化碳氣體保護焊的電弧氣氛是氧化

4、性氣氛，因此對鐵銹、油污不敏感，焊縫含氫量低，但是對熔敷金屬的合金元素燒損嚴重，所以焊絲中含有較高的錳和硅等合金元素。 </p><p>　?。?）藥芯焊絲CO2氣體保護焊。藥芯焊絲CO2氣體保護焊的焊絲中含有相當于焊條藥皮成分的焊藥，焊絲中的焊藥在電弧燃燒時產生氣體和熔渣，熔渣堆焊接熔池有保護作用，氣體具有穩(wěn)定電弧燃燒和保護電弧氣氛的作用，焊藥中的合金元素對熔敷金屬有冶金作用，能夠改善焊縫金屬的化學成分從而改善

5、焊縫金屬的機械性能。藥芯焊絲氣體保護焊比實芯焊絲CO2氣體保護焊最大的優(yōu)點是熔敷金屬的機械性能好，焊縫的熔合性好。 </p><p>　　（3）自保護藥芯焊絲焊接。自保護藥芯焊絲焊接是一種技術含量很高的焊接方法，該焊接方法完全焊絲中的焊藥在電弧燃燒時產生的氣體和熔渣保護電弧和熔池防止空氣的侵入，并使電弧穩(wěn)定燃燒，對熔池金屬具有冶金作用；該焊接方法與手工電弧焊一樣具有抗惡劣環(huán)境的能力。自保護藥芯焊絲焊接時的電弧吹力

6、大，熔深大，熔敷效率高，熔渣少，易清理，焊縫金屬的機械性能好。生產效率高。自保護藥芯焊絲下向焊用于管道全位置焊接時，焊道薄，焊接層次多，后一層焊道對前一層焊道有熱處理作用，焊接速度快焊縫金屬的機械性能好。焊縫X射線探傷合格率高。自保護藥芯焊絲下向焊與合適的管道打底焊工藝相配合用于大口徑連續(xù)油管的焊接將會有很好的前途。 </p><p>　　2、管道自動焊工藝選擇 </p><p>　　管道

7、焊縫大都由根焊、熱焊、填充以及蓋面焊道組成，其中根焊焊道的關鍵在于保證根部焊透、背面成形以及兩邊熔合，工作量相對較小但是意義重大。因此，不但要求有合適的打底工藝，還要求焊工有較高的操作技能。 </p><p>　?。?）管道打底焊工藝。 </p><p>　　CO2氣體保護焊由于二氧化碳氣體對熔池的冷卻作用，使得短路過渡時焊接熔池特別小，容易控制，因此也適合于管道打底焊，近年來還發(fā)展了專門

8、用于管道打底焊接的能夠控制電流波形的STT下向焊設備，已開始用于管道打底焊接。不論何種二氧化碳氣體保護焊打底方法都有一個共同的弱點，就是對管道的組隊要求高，必須非常嚴格的控制對口間隙以及鈍邊，否則容易產生燒穿、未熔合、未焊透等焊接缺陷，另外CO2氣體保護焊打底要求焊工必須全神貫注的盯著熔池，控制電弧始終在熔池上方燃燒，否則容易產生穿絲現(xiàn)象，也就是焊絲直接穿進管道內，形成異物，這對以后的調試運行有極大的危害。 </p>&l

9、t;p>　　纖維素焊條手工下向焊打底焊接此方法雖然也屬于手工電弧焊的范疇，但是與普通的手工電弧焊不同，焊條藥皮中含有大量的纖維素等有機物，這些有機物在電弧燃燒時產生大量的氣體，電弧吹力較大，有利于熔滴的過渡和增加熔深，焊接時產生的熔渣量少，易于清理，操作容易，焊接速度快，焊接設備簡單，焊接質量好。因此，纖維素焊條手工下向焊是一種很好的管道打底焊方法。 </p><p>　　CO2氣體保護表面張力（STT）下

10、向焊打底。CO2氣體保護焊的熔滴過渡在小電流情況下是一種頻率很高的短路過渡；表面張力過渡是采用弧焊電源外特性的波形控制技術，使得焊接規(guī)范隨熔滴的形成、長大、和過渡而改變，使熔滴的過渡不同于一般的短路過渡需要爆斷小橋，而是依靠表面張力平緩的過渡到熔池中去，電弧由上而下運動，不作橫向擺動或僅作輕微的橫向擺動，這樣可以形成一層薄而均勻的打底焊道。實踐證明用這種方法進行管道打底焊接焊縫成形好，合格率高，焊接效率高。表面張力焊接是CO2焊接技術的

11、新發(fā)展，特別適合于管道打底焊。 </p><p>　　（2）管道焊接的自動填充蓋面焊。 </p><p>　　實心焊絲CO2氣體保護自動焊進行全位置焊接時，要從管道底部引弧向上焊接，每層焊道的厚度較厚，可達4～5mm，焊接速度較慢，每分鐘只有6～10cm，對有層間溫度要求的材料不能滿足要求，同時由于CO2氣體保護焊的熔池冷卻速度快，焊熔深較淺，焊縫的抗拉強度和屈服強度較高，延伸率和沖擊韌性

12、有所下降，甚至在彎曲試驗時從熔合線發(fā)生斷裂。因此，認為實芯焊絲CO2氣體保護焊不適合于X60等材質的油氣連續(xù)油管的焊接。 </p><p>　　藥芯焊絲CO2氣體保護自動焊熔敷金屬的機械性能雖然好，但是由于熔敷金屬的過渡為顆粒過渡，焊工不易掌握，因此也不適合于管道焊接。 </p><p>　　自保護藥芯焊絲自動下向焊，該方法采用自保護藥芯焊絲，沒有外加的保護氣體，完全依靠焊絲中的焊藥在電弧

13、燃燒時產生的氣體及熔渣保護焊接電弧及熔池，并對熔敷金屬有冶金作用，此方法的電弧吹力較大，焊接熔深大，抗風能力強。焊接時電弧自上而下運動，焊接速度快，每層熔敷金屬的厚度較小，需要多層多道焊接。 </p><p>　　3、管道自動焊接工藝 </p><p>　　按照保證質量提高效率的原則，下面結合X60管子的焊接工藝介紹纖維素焊條手工下向焊打底，自保護藥芯焊絲自動下向焊填充蓋面和CO2氣體保護

14、表面張力（STT）下向焊打底、自保護藥芯焊絲自動下向焊填充蓋面的焊接工藝。 </p><p>　　3.1纖維素焊條手工下向焊打底自保護藥芯焊絲自動下向焊填充蓋面焊接工藝 </p><p><b>　　（1）坡口型式。 </b></p><p>　　坡口角度α=60 ±5 </p><p>　　鈍邊p=0～1mm

15、； </p><p>　　對口間隙b=2～4mm。 </p><p>　　（2）焊接工藝規(guī)范 </p><p>　?。?）焊接檢驗。試件經外觀檢驗合格，試件按API1104進行X射線探傷檢驗合格。 </p><p>　?。?）力學性能試驗。試件按API1104進行拉力，彎曲以及缺口錘斷試驗，結果合格。 </p><p>

16、;　　3.2 CO2氣體保護表面張力（STT）下向焊打底、自保護藥芯焊絲自動下向焊填充蓋面的焊接工藝 </p><p><b>　?。?）坡口形式。 </b></p><p>　　坡口角度α=60°±5°； </p><p>　　鈍邊p=0～1mm； </p><p>　　對口間隙b=1.2