单枪自动焊在管道连头口应用中的改进研究

利用内焊机根焊+实心焊丝气保下向自动焊进行长输管道焊接施工具有过程易于控制、焊接效率高、质量稳定的优势.然而,由于组对和坡口因素,原有的自动焊技术在管道连头施工中难以应用.连头口具有宽窄不一、错边量大的特点,为实现管道连头的自动化焊接,以CPP900-W1单焊炬管道自动焊系统为基础,采用药芯焊丝气保护焊工艺,通过试验对装备功能及工艺参数进行优化,在坡口组对错边量3 mm,平焊位置和仰焊位置组对间隙相差2 mm(平焊位置组对间隙2.5 mm,仰焊位置组对间隙4.5 mm),得到能够满足连头口自动焊要求的焊接装备和焊接工艺参数,焊缝无损检测结果及力学性能均满足相关标准的要求.该设备和工艺现已在中俄东线现场得到应用且效果良好,大幅降低了焊工劳动强度,同时提高了焊接效率.     

管道实心焊丝自动焊弧坑裂纹的产生及预防

随着石油天然气长输管道朝着高钢级、大口径方向的发展,管道自动焊施工成为长输管道施工中主要的焊接作业方式,但对于不同钢级、不同管径、不同焊材厂家和不同自动焊设备厂家来说,自动焊工艺参数的选择、控制和优化至关重要。依托中俄东线天然气管道工程项目,进行大量的管道自动焊工艺焊接试验,分析长输管道实心焊丝自动焊收弧处裂纹产生的原因及危害,并针对管道局研究院CPP900自动焊设备焊接过程中出现的收弧裂纹进行工艺参数优化,通过控制自动焊电源TPS3200的相关参数设定和试验有效解决了弧坑裂纹,为现场焊接施工提供了质量保障。     

浅谈CPP900-W1L自动焊气孔成因及应对措施

CPP900-W1L自动焊设备主要用于长输油气管道环焊缝焊接,已在西气东输、中俄东线等工程中投入使用。而自动焊焊接过程中频繁出现气孔问题,这不仅影响焊接质量,还提高了焊接成本。为了解决该问题,从焊枪气路、控制参数两方面探究气孔产生的原因,并提出相应控制措施,对解决自动焊焊接气孔问题提供了有效参考。     

环缝双枪自动焊接机床的设计

针对产品环形焊缝的焊接要求．提出了采用单面焊双面成彤的焊接工艺来解决其焊缝质量问题的方法．为此设计了环缝双枪自动焊接机床。焊接试验和生产应用结果表明：焊接机床达到了设计的要求,焊缝质量良好。     

■1422 mm×38.5 mm X80钢管全位置自动焊工艺

采用实心焊丝和气保护药芯焊丝分别全位置自动填充盖面焊■1 422 mm×38.5 mm X80钢管,通过焊接操作、焊缝成形、无损检测及对环焊接头的力学性能试验研究,确定了壁厚38.5 mm X80钢管的自动焊工艺。结果表明：未熔合是壁厚38.5 mm X80钢管自动焊的主要缺陷类型,通过控制坡口尺寸,并选择合适的焊接工艺参数能获取合格的环焊接头;采用实心焊丝或气保护药芯焊丝自动填充、盖面焊壁厚38.5 mm X80环焊接头均能够满足目前长输管道工程标准中的相关规范要求。     

大口径管道自保护药芯焊丝自动焊技术

为提高焊接质量和效率,降低施工成本,开发一种8 m/s风速以下不用防风措施能够进行管道施工的自动焊。设计的自保护药芯焊丝自动焊结合了自保护药芯焊丝半自动焊和实心焊丝气保护自动焊的各自优点,系统主要包括焊接小车、轨道、角摆机构、控制系统等,确定一种新的焊接工艺。焊接试验结果表明,焊缝质量良好,焊缝力学性能各项指标符合现行管道施工标准。经重复性验证,自保护药芯焊丝全位置自动焊接装置的各项性能指标达到设计要求,设备可满足大口径管道的现场焊接施工要求。     

轨道车辆用铝合金横焊自动焊接技术

研究了动车组铝合金车体的横焊自动焊技术,通过Fronius专机进行焊接工艺试验,分析了焊缝下坠、焊缝表面发黑与根部气孔、焊缝熔合不良、未焊透等焊接缺陷产生的原因,制订了合理的工艺措施,有效保证了焊接质量。工艺优化后焊接接头具有良好的力学性能,抗拉强度为192 MPa,断后伸长率为9.8%,弯曲试件合格,综合力学性能满足设计使用要求。     

CPP900-W1管道自动焊气孔产生原因及解决方法

CPP900-W1(以下简称W1)管道自动焊装备主要用于管道外环焊缝的自动焊接。在管道焊接试验过程中出现环焊缝的气孔问题,尤其在斜仰脸和仰脸位置。为解决该问题,从气体纯度,焊前焊口处理,气体压力及流量,焊枪密封性测试以及热输入量方面逐一排查,开展了大量焊接试验。结果表明,气孔缺陷主要是由于焊接过渡方式和热输入量选择不当导致的,提高熔池本身的流动性和热输入量有利于减少气孔产生。并总结出一套判断气孔产生的方法及解决方案。     

海洋工程大厚板钢结构机器人自动焊工艺开发及应用

文中利用机器人自动焊设备进行海洋石油平台立柱加强环的自动焊焊接工艺开发。设计了符合加强环结构机器人自动焊的工艺方案,采用厚50 mm的EH36钢板,从焊材匹配、坡口设计、组对要求、焊接工艺参数开发等方面开展工作,采用公司的机器人全自动焊设备,进行了大量焊接试验测试,并根据相关标准要求完成了焊接工艺评定测试。结果表明,焊接接头无损检验结果及理化性能均满足焊接标准要求。将该机器人自动焊工艺推广应用至目前在建多个海洋平台的陆地建造项目中,极大地改善了焊工施工环境,提高了焊接施工效率,应用效果良好。     

油气管道全位置单枪双丝自动焊接技术

依据双丝焊技术原理,研制管道全位置单枪双丝自动焊系统,并针对X80钢级管线钢进行焊接试验,制定"内焊机根焊+单枪双丝全位置自动焊填充、盖面焊"的高效焊接工艺.结果表明,管道全位置单枪双丝焊接可有效解决现有管道焊接施工中出现的焊缝层间未熔合、气孔、未焊透、焊道不连续、咬边等缺陷,保证焊接质量.同时,可将管道焊缝的单层填充厚度由传统自动焊接工艺下的2~3 mm提升至4~6 mm,且焊缝成形美观、力学性能优良,满足了管道建设工程高效化施工对焊接高效率的要求,对油气长输管道的现场焊接施工具有应用价值与指导意义.     

气保药芯焊丝全位置自动焊技术应用与质量控制

管道自动焊技术以其焊缝力学性能优良、生产效率高等特点,已经在我国长输管道焊接施工中得到广泛应用,我国大口径长输管道建设中基本采用实心焊丝下向自动焊技术,但受限于地形和坡口加工精度,尚不能得到全面应用。而气保药芯上向自动焊技术以工艺参数执行过程中人为因素影响少、地形适应性较强、管径适用范围大、对坡口加工精度要求低及接头力学性能良好等优点,逐渐受到建设者的青睐。文中介绍了气保药芯焊丝自动焊技术原理、工艺参数选择、质量控制、自动焊设备及技术的工程应用,为管道自动焊技术的规模应用提供了一个选择。     

D1422mm厚壁X80钢管GMAW-P环焊工艺

分析D1422mm厚壁X80钢管焊接性,对D1422mm厚壁X80钢管进行了GMAW-P自动焊焊接工艺试验,测试环焊接头力学性能,总结焊接工艺控制要点,并利用系列温度夏比冲击试验测定环焊接头的韧脆转变温度点。结果表明,采用GMAW-P自动焊工艺焊接D1422mm厚壁X80钢管可以有效避免X80钢热影响区软化现象,力学性能满足规范要求,GMAW-P自动焊环焊接头韧脆转变温度点低,满足在低温环境下施工及服役的安全性要求。在我国中俄东线管道的建设中,GMAW-P自动焊工艺将是主要的焊接工艺之一。     

带衬垫的管道环焊缝根焊技术及焊接工艺

针对我国长输管线施工中管道环焊缝根焊难的技术瓶颈,采用φ1 219 mm带衬垫的管道气动内对口器与PAW3000双焊炬管道自动焊机配套,进行管道环焊缝根焊技术和焊接工艺研究.分别以铬锆铜和在紫铜表层喷涂镍铬陶瓷复合层为衬垫材料进行焊接试验,并与无衬垫焊缝进行比较.结果表明,以这两种材料作为管道气动内对口器的焊接衬垫,采用自动焊接工艺进行管道环焊缝根焊,可以实现单面焊双面成形,不但可焊性好,焊缝成形美观,而且具有焊接效率高,焊接质量好等特点.焊接接头的各项性能检测指标与无衬垫相当.     

舟山桃夭门大桥钢箱梁大间隙焊缝陶质衬垫单面焊接

针对舟山桃夭门大桥架设过程中出现的大间隙焊缝(30mm),配合超宽陶质衬垫,采用CO2气体保护焊结合埋弧自动焊的焊接工艺进行了焊接工艺试验,确定了合理的焊接工艺参数。经焊缝缺陷、硬度和力学性能等方面的检测表明,对于大间隙焊缝,配合超宽陶质衬垫,采用CO2气体保护焊进行打底焊、埋弧自动焊进行盖面焊接的单面焊接工艺完全可获得性能优良的焊接接头。     

SA738Gr.B钢自动焊接工艺

采用自动熔化极气体保护焊(GMAW)对SA738Gr.B钢进行焊接,对比未热处理和热处理两种状态下试件的力学性能。通过显微组织观察、拉伸试验、冲击试验、弯曲试验等常规性能检测方法分析自动焊接热处理后焊缝性能的变化。结果表明,自动焊接满足设计要求的各项性能指标,焊后热处理对焊缝力学性能有一定影响,性能同样满足设计要求。     

LNG储罐9Ni钢环缝TT自动焊焊接工艺

基于LNG储罐内罐环缝全自动TT焊接系统,通过对不同壁厚的9Ni钢板进行环缝TT自动焊焊接试验,观察焊缝成形,并结合无损检测及理化性能试验,分析焊缝质量,总结出一套适合9Ni钢环缝焊接的TT全自动氩弧焊接工艺。根据试验研究发现,此TT工艺完全适用于9Ni钢板环缝焊接,且焊缝成形良好,接头性能优异,各指数都高于标准要求,可以有效提高LNG储罐内罐的焊接质量,大幅减少焊材消耗,并减少工作量,从而节约成本、控制质量。     

镍基复合管的自动焊焊接工艺

通过对镍基合金的焊接性进行分析,确定了大口径镍基复合管的焊接工艺,采用背部充氩的钨极氩弧自动焊进行根焊、气体保护自动焊进行填充盖面的自动焊焊接工艺,并且对焊接接头进行了常规力学性能、过渡层化学成分、显微硬度进行了研究。结果表明:该焊接工艺切实可行,焊缝成分能保证复合管焊接过程中的力学要求。     

16Mn钢双丝自动埋弧焊接头性能研究

在16Mn钢板上分别进行了单丝和双丝自动埋孤焊工艺试验.在相同的焊接速度条件下,比较了单丝直流、单丝交流和双丝自动埋弧焊熔敷金属的熔敷率,分析了焊接接头金属的显微组织,测试了焊接接头金属的硬度,进行了焊接接头的拉伸试验和冲击试验.结果表明,采用双丝自动埋孤焊工艺熔敷率明显增大,可以提高焊接生产效率,焊缝形状美观.双丝自动埋弧焊与单丝直流、单丝交流自动埋弧焊焊接接头的热影响区、焊缝金属组织基本一致,但由于双丝自动埋弧焊线能量大、加热速度快、高温停留时间长,使其组织较粗大.双丝自动埋孤焊时热为影响区未出现成分偏析现象,焊接接头力学性能满足产品技术要求.     

铝合金桁架环缝自动焊机的研制

根据铝合金桁架铝合金管材与接头环缝焊接要求,设计并制造了一台专用焊接设备。根据焊接时序要求,采用可编程控制器实现对焊接设备逻辑顺序的控制,并制定了铝合金桁架铝合金管材与接头环缝的惰性气体保护焊MIG自动焊接工艺。结果表明,该焊机自动化程度高、性能稳定、操作简便,能够满足铝桁架铝合金管材与接头环缝自动焊生产要求,同时提高了生产率。依据制定的焊接工艺,进行了焊接试验。焊接试验表明,制定的工艺所获得的铝合金桁架铝合金管材与接头对接接头,满足焊缝质量要求。     

管道自由口连头自动焊接工艺

为了提高管道自由口连头的焊接质量和焊接效率，降低人工劳动强度，采用CPP900-W1A单焊枪管道自动焊进行自由口连头焊接试验。试验优化并设计了双V形复合坡口，根据相控阵超声波检测（Phased array ultrasound testing,PAUT）、射线检测（Radiographic testing,RT）结果和焊接缺陷的宏观金相形貌，对接头典型缺陷进行了分析，优化了施工方法和焊接工艺，进行了焊接工艺的焊接时效验证和焊接接头力学性能测试。结果表明，双V形坡口相比单V形坡口可减少金属填充量约30%；采用实心焊丝气体保护下向焊（根焊、热焊）+药芯焊丝气体保护上向焊（填充焊、盖面焊）工艺的焊接用时为2.8～3.5 h，相比传统连头工艺的焊接可节省时间约50%，采用该焊接工艺连续焊接5道口并检测合格，焊接接头力学性能均满足工艺规程的相关标准要求，试验得到了满足管道自由口连头的焊接施工方法和焊接工艺，为中俄东线管道自由口连头焊接提供了高效、可靠的焊接工艺。