瀝青船貨罐加熱管全位置自動氬弧焊工藝

劉桑+許斌

摘 要：采用全位置自動氬弧焊設備，開發了對接接頭管子全位置自動TIG焊工藝，并應用于瀝青船貨罐加熱管焊接，取得良好的效果。

關鍵詞： 瀝青船；加熱管；氬弧焊；全位置；自動

中圖分類號：U671.8 文獻標識碼：A

Abstract： By using all position automatic TIG welding equipment， developed the all position automatic TIG welding procedure for pipe butt joint， and having a good result in applying to the asphalt tanker s heating coil pipe.

Key Words： Asphalt Tanker， heating pipe， TIG welding， All position， Automatic

1 引言

12 800 DWT瀝青船是我公司新開發的船型，獨立貨罐內加熱管的作用是對罐內裝載的瀝青進行加熱，保持瀝青處于液態，以便在到港后泵上岸，管內運行的加熱介質是熱油。加熱管共劃分成93個單元托盤，每個單元由2～4層管組成。在單元制作時，加熱管彎制后的直管連接接頭采用對接焊連接形式，如圖1所示。

加熱管屬于二級管，采用20號鋼，規格為60 mm（外徑）*5 mm（壁厚），共有對接口1 200個左右。由于焊接工作量大、質量要求高和公司手工氬弧焊工人短缺等原因，決定采用成熟的昆山華恒管管自動氬弧焊機，開發全位置自動氬弧焊工藝。

2 焊接設備

焊機由408型帶水冷裝置程控焊接電源和TOA77型帶一體式送絲機全自動TIG焊接機頭組成，如圖2所示。

3 焊接工藝

3.1 母材

評定試管采用410Ⅱ船用鋼管，母材化學成分和機械性能如表2和表3所示。

3.2 接頭形式

采用V型坡口，間隙0～1.5 mm，坡口角度70°～80°，如圖3所示。

3.3 接頭準備

坡口采用便攜式坡口機加工，焊前將近坡口側10 mm內氧化皮、油污和毛刺去除。

3.4 焊接位置

管子水平固定，焊接機頭全位置360°旋轉。

3.5 焊接材料

焊絲牌號JM-56，型號AWS A5.18 ER70S-6，直徑1.0mm，認可等級CCS-4YSM。由于國內沒有船級社認證的自動氬弧焊焊絲，經CCS驗船師同意，采用實芯CO2氣保焊焊絲盤繞成適合自動氬弧機用的小盤焊絲，重量1 kg/盤。焊絲化學成分如表4所示。

3.6 保護氣體

氬氣，純度99.99%，氣體流量10 L/min，管內無背側充氣保護。

3.7 電源極性

直流正接。

3.8 定位焊要求

采用對稱兩點定位焊，定位焊采用手工TIG焊，定位焊長度約10 mm。焊絲牌號TG-50，直徑2.0 mm。

3.9 工藝參數

見表5所示，參數全部可以在焊機上預置。

3.10 操作技術

（1）鎢極伸出長度為伸出陶瓷噴嘴5～8 mm，焊絲處于鎢極正下方2 mm處；

（2）焊接前注意焊槍電纜的擺放位置，焊前焊頭需逆時針旋轉360°，使電纜在槍頭電纜支架上纏繞一圈，以免焊接過程中電纜接觸到尚未冷卻的焊縫以及焊接結束后電纜和送絲管過度彎折使水循環停止，損壞電纜線；

（3）焊前鎢極應精確定位，焊接過程中注意通過線控器調整鎢極對中、高度和擺幅，避免焊偏，保持焊絲始終接觸熔池，以免在仰焊和上坡焊位置焊絲向下滴導致沾鎢和避免熔寬不足。

3.11 工藝評定結果

焊縫外觀成形美觀，如圖4和圖5所示。探傷結果和力學性能試驗結果如表6和表7所示。

本工藝經評定合格，取得CCS的工藝認可證書，工藝認可適用范圍為410Ⅱ鋼管，管徑≥30 mm，壁厚3～13 mm。

4 應用

在取得CCS工藝認可證書和焊工證后，工藝投入文船公司12 800 DWT瀝青船首制船加熱管的焊接。

原來采用手工氬弧焊時為避免管子底部位置仰焊，需要整個托盤單元翻身一次，每層焊道有兩個接頭，焊縫成形及質量對熟手焊工依賴度高，且一次探傷合格率不穩定。

采用自動氬弧焊工藝后，單元無需翻身，每層焊道均一次焊完，只有一個接頭，焊縫成形均勻美觀，且質量穩定，一次探傷合格率達到99%以上，所焊接的加熱管經過氣壓試驗，無一個接口泄露。自動TIG焊每個焊口焊接時間只需10分鐘，效率是手工氬弧焊的2倍，大大提高了生產效率。

5 結束語

全位置自動氬弧焊工藝是一項適合瀝青船貨罐加熱管對接焊的焊接工藝，具有質量穩定、操作容易、效率高的優點。

自動氬弧焊絲目前國內尚無取得船級社認證的產品，但可以選用型號為ER70S-6的CO2氣體保護焊絲替代，工藝評定顯示其力學性能符合船級社規范焊接要求。endprint