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.     

我国长输管道下向焊技术的现状及发展趋势

根据我国长输管道建设的发展历程,总结了全纤维素型、混合型、复合型三种手工下向焊技术及活性气体保护、药芯焊丝自保护两种半自动下向焊技术和全自动活性气体保护焊与全自动药芯焊丝下向焊技术的工艺特点及在我国长输管道建设中的应用状况,指出了全自动活性气体保护焊和全自动药芯焊丝下向焊将是我国长输管道下向焊技术的发展方向。     

■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。     

小口径管道自保护药芯焊丝半自动下向焊焊接工艺

自保护药芯焊丝半自动下向焊焊接工艺,以其工艺性能优良、生产效率高、抗风能力强等优点,已经在我国大口径长输管道焊接施工中广泛应用,成为了主要焊接工艺,但一直因为技术原因未能在小口径管道工程中得到应用,我国小口径管道建设至今仍沿用效率低下的焊条电弧焊。以准273 mm×6.4 mm小口径管道为例,针对曲率半径小、操作难度大的具体问题,对相关焊接工艺参数逐一进行系统分析及试验,很好地解决了小口径管道采用自保护药芯焊丝半自动焊的技术难题。     

长输管道安装焊接方法现状及展望

描述了当前长输管道安装焊接涉及的焊条电弧焊、手工钨极氩弧焊、自保护药芯焊丝半自动焊、STT技术气体保护实心焊丝半自动焊、RMD技术气保护金属粉芯焊丝半自动焊、单焊炬熔化极活性气体保护自动焊、双焊炬活性气体保护自动焊、管道环缝自动内焊机根焊、CMT技术气保护实心焊丝自动焊、埋弧自动焊、闪光接触对焊等焊接方法的特点及应用情况,并对长输管道未来会应用的双丝焊接方法、激光-电弧复合焊焊接方法、多焊炬自动焊外焊方法进行了介绍,藉此为广大从事长输管道施工技术人员选用高效、高质量的安装焊接方法提供一定的技术支持,为从事焊接技术开发的科研人员提供参考.     

药芯焊丝自保护焊工艺及其质量控制

本文介绍了长输压力管道建设中自动化程度高、焊接质量好、焊材利用充分、设备综合成本低的药芯焊丝自保护下向焊技术,比较了药芯焊丝自保护焊、手工下向焊及CO2气保护下向焊在工程中的适应范围,重点分析了自保护焊工艺规范及操作技能对工程焊接质量的影响。     

长输管道自动焊接设备及技术发展

随着社会技术进步和人类对石油和天然气需求量的急剧增加,长输管道在向着大口径、长距离、高压力、高钢级方向发展,焊接技术及相关的设备、材料性能也在同步提高,与之相适应的管道焊接技术也在发生着巨大的变化。管材钢级从X42提高到X80;焊接材料从纤维素焊条到自保护药芯、金属粉芯、实心等各种焊丝;焊接方法从手工上向焊到手工下向焊,到药芯自保护半自动焊,再到气保护半自动焊、自动焊,管道焊接技术日趋成熟。结合长输管道施工特点,在分析国内外管道焊接技术差异的基础上,提出我国现阶段长输管道焊接技术发展的建议。     

长输油气管道焊接材料设计用量计算

由于目前油气长输管道常用的焊接方法有焊条电弧焊、药芯焊丝半自动焊和实心焊丝气体保护自动焊,故针对不同焊接方法及不同焊接坡口形式,制定并详细介绍了焊接材料设计用量计算方法,满足了精细化设计的要求。     

长输油气管道高强度管线钢管现场焊接技术

介绍了我国长输油气管道建设用管线钢管及现场焊接技术的发展和应用现状,指出高强度管线钢管的焊接技术难点和现场焊接技术特点,并从焊接方法选择、管道自动焊技术应用和无损检测技术三方面对比分析了国内外管道现场焊接技术的差异,提出我国今后管道现场焊接技术的发展趋势。自保护药芯焊丝半自动焊和低氢焊条手工焊工艺仍将是管道建设的可选择方法,但随着管道建设用钢管强度等级的不断提高,管径和壁厚的不断增大,管道自动焊技术的应用将会越来越广泛。     

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。     

热切割对X80M钢管环焊接头组织及性能的影响

针对油气长输管道焊接施工中的连头焊接,分析了热切割对X80M钢管母材的影响。采用焊条电弧焊根焊+自保护药芯焊丝填充、盖面焊接工艺对热切割坡口进行焊接,并对焊后的环焊接头进行了力学性能测试及组织分析。结果表明,热切割会恶化X80M钢管母材组织,导致近坡口处硬度增高;由于焊接过程的"二次热作用",消除了热切割对母材组织的影响,近坡口处组织得到改善,环焊接头性能满足要求。在X80M管道的现场连头焊接作业中,可以采用热切割方式进行坡口加工。     

CO_2气保药芯焊丝堆焊侧弯不合格原因分析

通过对CO2气保药芯焊丝堆进行焊工艺试验发现,焊接电流、干伸长度、搭接量(S)三个工艺参数制定不当,是导致堆焊层侧弯不合格的重要因素。同时对CO2气保药芯焊丝堆焊的主要工艺参数进行了分析说明,确定了不锈钢CO2气保药芯焊丝堆焊的最佳焊接工艺规范参数。     

直径1.4mm焊丝管道自动外焊焊接工艺

国内外大口径长输管道自动焊焊接施工中普遍使用0.9 mm焊丝内焊,1.0 mm焊丝热焊及填充、盖面焊,焊接效率偏低。针对性地进行大直径焊丝管道全自动焊焊接技术研究,实现了管道全自动高效焊接。介绍内焊机根焊+直径1.4mm气体保护焊丝管道自动外焊的成熟工艺。     

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。     

其它焊接方法

长输油气管道的自保护药芯焊丝半自动焊，冶金高炉炉体横环缝自动化焊接技术及设备的研究与应用，浅谈螺旋埋弧焊钢管的焊缝外观形状控制，包复焊接铜包铝线加工工艺与固相结合机理研究。[编者按]     

逆变焊机在长输管道建设中的应用

为了进一步推广应用轻便、高效节能的逆变焊机,从我国长输管道建设工程、施工队伍、焊接设备的概况入手,介绍了我国长输管道建设工程中常用的纤维素焊条下向焊、STT CO2气保焊、TIG焊、金属粉芯焊丝直流MAG等焊接方法和熊谷D7500/MDS-5001/ZX7-400S-X逆变下向焊机、林肯V350-PRO/Invertee STT Ⅱ逆变焊机、米勒PipePro 450RFC逆变焊机等焊接设备,为用户选择焊接设备和工艺提供了参考.     

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。     

未来十年长输管道焊接技术展望

介绍国内外长输管道正在或将要开展的前沿焊接技术研究进展情况及其各自的特点,展望未来十年自保护药芯焊丝自动焊、双丝自动焊接、激光/电弧复合自动焊、多焊炬自动焊外焊、管道视觉焊接系统、搅拌摩擦焊接、等离子焊接、带外对口器功能的焊接等技术的发展前景,旨在为广大从事长输管道施工的技术人员和管理人员提供更为高效、高质量的焊接技术信息,同时为国内科研院所或相关研究机构结合自身特点和工程实际需求开展长输管道前沿焊接技术研究提供技术参考。     

自动焊技术在长输管道焊接中的应用

长输管道建设中的焊接环节是决定管道建设速度和使用寿命的重要环节之一。目前国内长输管道的环焊缝焊接在传统焊条电弧焊的基础上,吸收引进了药芯半自动焊和全自动焊技术。本文在此基础上充分分析介绍了自动焊技术在我国长输管道建设中的应用。     

管道环焊缝药芯焊丝自保护焊接的技术关键

药芯焊丝自保护焊工艺适用于大口径、高强度管线钢管的焊接.为此,笔者从长期的焊接实践及国际管道工程、"西气东输"站场工程的实际经验中归纳总结了管道环焊缝药芯焊丝自保护焊的技术要点.该工艺的操作关键是只作简单的摆动,不能有"回带"动作;电弧保持位于熔池的前方;采用"薄层、快速、多道焊"的方法;注意焊接过程的稳定性.