螺旋焊管丁字焊缝自动焊修补装置研制及应用

螺旋焊管生产中存在的丁字焊缝修补问题一直为人们所关注,多年来开展了许多相关研究与探讨,研制了多种丁字焊缝修补装置。但在实际应用中还存在许多问题,其主要原因有1人们对钢管丁字焊缝质量及安全使用的担忧;2焊接效率及焊缝自动跟踪的可靠性。重点介绍了一种螺旋焊管丁字焊缝修补装置,提出了采用焊接速度控制、螺旋焊缝螺距控制的螺旋焊缝焊接工艺,实现了螺旋焊管丁字焊缝及螺旋焊缝的快速修补。目前已应用在超长螺旋桩管、水管的丁字焊缝及螺旋焊缝等修补的焊接作业中。     

专利技术

本实用新型属于埋弧焊螺旋焊管生产中的螺旋焊管自动补焊辅助装置的改进．特别是一种螺旋焊管自动补焊的轨道装置．包括自动补焊小车运行的轨道,在支架上纵向设置着两只对称的旋转托辊,在两只对称的旋转托辊上配合安装着需补焊的铜管,位于两只对称旋转托辊的两侧分别设置着与两只对称旋转托辊轴线平行的轨道。     

钢管焊缝陶瓷垫补焊装置及焊接工艺

介绍了一种钢管焊缝陶瓷衬垫补焊辅助装置及其焊接工艺,即利用补焊辅助装置在钢管焊缝背面加装陶瓷衬垫,采用CO2气体保护焊打底,CO2气体保护焊或手工电弧焊填充、盖面。该工艺实现了钢管补焊单面焊双面成形,焊缝不仅成形良好,无焊瘤,而且具有较好的力学性能,焊工补焊操作难度大大降低,钢管补焊质量和效率显著提高,焊缝质量满足相关标准要求。     

钢板制弯头焊缝气保焊自动横焊机设计

针对弯头焊缝焊接时出现的质量不稳定、生产效率低等问题,设计了钢板制弯头焊缝自动横焊机.它主要包括平台装置、小车旋转行走定位装置、行走小车、焊枪粗调定位装置、弹簧顶紧装置、支撑轮装置、十字滑板装置、焊枪装夹及角度调节装置、焊枪等.该自动横焊机采用弹簧顶紧装置,有效克服了弯头圆弧不规则造成的误差,实现焊枪对焊缝坡口的距离跟...     

直焊缝钢管涂层厚度补偿装置的开发与应用

针对钢管防腐涂层厚度不足的问题,研究开发了一种直焊缝涂层厚度补偿装置。该装置利用PLC驱动1台步进电机做定距运动,步进电机通过超越离合器与涂层牵引辊联动,通过牵引辊与涂层膜片之间产生的相对运动改变涂层张力,再使用激光视觉传感器识别焊缝,实现自动补偿,最终达到提高焊缝涂层厚度的目的。通过实际涂覆生产运行,焊缝涂层厚度质量良好,完全达到设计要求。     

螺旋埋弧焊管自动补焊工艺研究

针对螺旋埋弧焊管焊缝缺陷人工补焊的不确定性,采用X52钢级Φ610 mm×8 mm、X70钢级Φ1 016 mm×17.5 mm、X80钢级Φ1 422 mm×21.4 mm螺旋埋弧焊管,模拟生产中常见的穿透性缺陷、非穿透性缺陷进行自动埋弧焊补焊试验。试验结果表明,补焊焊缝的外观质量、无损检测、理化性能、金相组织等各项指标均优于标准要求。自动补焊工艺可减少施焊过程中的人为干预,稳定焊接质量,提升焊接效率。该工艺可满足多项标准的管线修补要求,在焊管行业推广应用具有可行性。     

补焊操作方法对补焊焊缝冲击韧性的影响

输气管道首先要保证运行安全，因此带材、焊缝以及HAZ的冲击韧性是这一问题的关键，而补焊焊缝又是其中最薄弱的环节，这一点对高标准、高材质、中厚板管线来说尤为突出。涩—宁—兰管线试验段、西气东输工程用X70螺旋埋弧焊管，在补焊工艺中仍采用了SH-J557焊条，攻克了夏比冲击韧性值在-20℃时难以达到技术标准规定的难点，使补焊处达到标准要求。     

埋弧焊管自动补焊与手工补焊的焊缝性能对比研究

针对钢管缺陷人工补焊的不可控性,以及预精焊螺旋管自动补焊工艺的实现,选用X70级φ1 016 mm×17.5 mm规格预精焊螺旋管分别进行了内焊缝补焊、外焊缝补焊及内外焊缝补焊(同一位置先内后外或先外后内)的传统人工补焊与使用精焊设备进行的自动补焊,补焊长度大于1000 mm。补焊后通过对比人工补焊与自动补焊的焊缝冲击韧性、金相组织,验证了自动补焊的可行性,试验结果显示,自动补焊的焊缝性能好于人工补焊。     

螺旋埋弧焊管焊缝夹杂原因分析及解决措施

从焊接材料、成型合缝状态及焊接冶金等方面分析了螺旋埋弧焊管焊缝夹杂、气孔产生的原因,并提出通过改善成型质量、合理调整焊垫辊高度及焊剂送入位置等措施,解决了焊缝夹杂、气孔的产生,对实际生产有一定指导作用.     

X80M级准1219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管全壁厚补焊工艺研究

利用夏比冲击、显微硬度和拉伸试验对6种焊材在相同补焊工艺下的全壁厚刨透补焊焊缝进行了性能对比研究,筛选出焊缝性能较优的对应补焊焊材。并以此焊材作为X80M级φ1219 mm ×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷手工修补用专用焊材,进行了不同补焊工艺参数的全壁厚刨透补焊试验,并对补焊焊缝进行低温冲击试验,通过比较确定出X80M级φ1219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管全壁厚刨透补焊工艺方案。结果表明,上海焊接器材厂生产的SH J557焊条用于X80M级φ1219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷全壁厚刨透手工修补更为合适,各项性能指标更高;确定的补焊工艺参数合理可行,确保了补焊焊缝的质量和钢管的批量化生产。     

X80M级Φ1219mm×18.4mm螺旋埋弧焊管全壁厚补焊工艺研究

利用夏比冲击、显微硬度和拉伸试验对6种焊材在相同补焊工艺下的全壁厚刨透补焊焊缝进行了性能对比研究,筛选出焊缝性能较优的对应补焊焊材。并以此焊材作为X80M级准1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷手工修补用专用焊材,进行了不同补焊工艺参数的全壁厚刨透补焊试验,并对补焊焊缝进行低温冲击试验,通过比较确定出X80M级准1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管全壁厚刨透补焊工艺方案。结果表明,上海焊接器材厂生产的SH J557焊条用于X80M级准1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管焊缝缺陷全壁厚刨透手工修补更为合适,各项性能指标更高;确定的补焊工艺参数合理可行,确保了补焊焊缝的质量和钢管的批量化生产。     

基于SOPC技术的环形焊缝自动焊接机构的研究

为了解决采油筛管过滤单元环形焊缝自动焊接的问题,利用现有的焊接装备,设计了一种焊枪移动和摆动机构。采用熔化极氩弧焊,实现了采油筛管过滤单元环形焊缝的自动焊接技术并提高了焊接质量和效率。其关键技术包括焊枪横向行走机构、纵向行走机构以及旋转机构的设计和控制。机构传动采用了基于SOPC技术的系统控制,在环焊缝焊接过程中采用了焊缝自动跟踪系统,提高了控制精度和稳定性。对环焊缝自动焊接机构的各个传动部件及控制系统进行了运行试验,结果表明,系统的稳定性和焊接效率能够满足采油筛管过滤单元环形焊缝的质量要求。     

采用J557焊条焊补螺缝钢管焊缝缺陷

根据ＡＰＩ标准的要求,对油气输送用螺旋埋弧焊缝缺陷补焊必须使用低氢型焊条。在苏丹管线用螺旋埋弧焊管生产过程,根据钢级及强度匹配要求,选用Ｊ５５７焊条作为打底焊材料。经过多次试验,总结一种补焊工艺,采用该工艺解决了低氢型焊条打底焊时因溶池温度过高难以控制的问题,防止了根据焊道气孔的产生,并满足了技术要求。     

高钢级螺旋埋弧焊管补焊工艺研究

为了分析L555M钢级Φ1 219 mm×16 mm螺旋埋弧焊管补焊焊缝的性能,采用夏比冲击试验、显微硬度分析、焊缝全壁厚弯曲和拉伸试验对补焊焊缝的性能进行了对比研究。结果表明,J557低合金钢焊条和开发的补焊工艺完全适合于L555M钢级螺旋埋弧焊管焊缝缺陷的手工修补,且补焊焊缝各项性能均达到标准要求。补焊焊缝表层熔敷金属微观组织为先共析铁素体(PEF)+针状铁素体(AF)+少量珠光体(P),随着熔深的增加,组织转变为粗大PF+少量P。     

Vista Weld焊缝自动跟踪系统在螺旋焊管生产中的应用

传统的螺旋焊管焊缝自动跟踪装置精度低,灵敏度差,响应时间长,对操作人员操作技能要求高,已不能满足焊接工艺的要求.英国Meta公司的Vista Weld焊缝自动跟踪系统是以激光条纹为工作介质,当摄像头采集到激光条纹图像后,送入计算机进行图像处理,得出结果后由执行机构完成相应动作.该系统具有可靠性高、工作稳定、结构简单、安装维护方便等优点,从而使螺旋焊管的焊接质量有较大的提高.     

螺旋钢管内焊缝自动跟踪与熔透控制系统

介绍了螺旋焊管生产过程中内焊缝自动跟踪及熔透控制系统的研制情况，通过对内焊缝焊偏度熔透不一致产生原因的分析，提出了内焊缝自动跟踪及熔透控制系统的基本原理。该系统经过胜利油田淄博制管有限公司的实际应用，证明是可行的。     

基于CCD传感器的螺旋焊管焊缝自动跟踪系统

针对螺旋埋弧焊管生产过程中产生焊偏现象的不确定性因素,研究了基于CCD图像识别技术的螺旋焊缝自动跟踪系统。介绍了该系统的的工作原理、硬件组成及软件设计。焊缝自动跟踪系统硬件主要由CCD传感器、图像采集、运动控制、I/O接口板卡、工业计算机和交流伺服电机等组成。软件设计主要包含图像采集显示、图像处理识别、运动控制和信号输入输出逻辑控制等控制模块。该焊缝自动跟踪系统在某螺旋焊管生产线上进行了安装、调试和试运行,实际跟踪结果表明,焊头能及时跟踪到焊缝的中心位置,将焊偏误差控制在规定的范围内,减少了焊接缺陷,满足生产需要。     

小直径螺旋焊管机组焊垫辊设计

为了有效避免螺旋焊管机组中焊垫辊设计不合理造成的错边、烧穿、内焊裂纹等焊接缺陷,同时满足小直径钢管生产工艺需求,通过对焊垫辊缸体和活塞杆的理论计算和有限元模拟,对焊垫辊缸体和活塞杆进行了重新设计。新设计的焊垫辊有效解决了焊垫辊放置空间不足的问题,很好地解决了Φ508 mm以下小直径螺旋焊管生产过程中出现的工艺问题和焊接质量问题,取得了预期效果,获得了较好的焊缝质量。     

一种自动熔化极气体保护焊焊接装置设计及应用

针对不锈钢复合板压力容器筒体环焊缝焊接的焊接质量受人为因素影响大、劳动强度高、焊接效率低等缺点,在现有埋弧自动焊机机架结构基础上加装自制工装架和焊接机构,设计出一种自动熔化极气体保护焊焊接装置。实际应用表明,改装后的焊接工装性能可靠,使用效果良好,可实现不锈钢复合板压力容器筒体环焊缝的全自动气体保护焊。     

螺旋焊管外焊缝自动跟踪智能控制系统

介绍了一种由十字滑块、工业控制计算机、控制接口电路、VIDEO-PCI-XR图像采集卡、CCD传感器、AC4064 I／O板等构成的螺旋焊管外焊缝自动跟踪智能控制系统。通过对焊接过程中的焊缝信息处理,控制执行机构的动作,从而实现焊缝跟踪的效果。该系统采用经典PID控制和模糊控制结合的方法对外焊缝进行自动跟踪,提高了系统精度。