直徑1.4 mm焊絲管道自動外焊焊接工藝

陳建平，周曉輝，李東明，魏仁軍，李彥德，魏立明，高亞青，陳 強，胡鈞勇

（華北石油工程建設有限公司，河北任丘062552）

直徑1.4 mm焊絲管道自動外焊焊接工藝

陳建平，周曉輝，李東明，魏仁軍，李彥德，魏立明，高亞青，陳 強，胡鈞勇

（華北石油工程建設有限公司，河北任丘062552）

國內外大口徑長輸管道自動焊焊接施工中普遍使用0.9 mm焊絲內焊，1.0 mm焊絲熱焊及填充、蓋面焊，焊接效率偏低。針對性地進行大直徑焊絲管道全自動焊焊接技術研究，實現了管道全自動高效焊接。介紹內焊機根焊+直徑1.4mm氣體保護焊絲管道自動外焊的成熟工藝。

管道自動焊；大直徑焊絲；高效；焊接工藝

0 前言

目前，國內外大口徑長輸管道自動焊焊接施工中普遍使用的焊絲有0.9 mm、1.0 mm兩個規格，0.9 mm焊絲一般應用于內焊，1.0 mm焊絲一般用于熱焊及填充、蓋面焊，焊接效率偏低。

為了提高焊接效率，國內外研制了雙絲外焊機進行管道自動焊，提高了管道填充、蓋面焊接的效率，效果顯著。那么能否利用已有焊接設備，對設備進行部分改造，使其采用較大規格焊絲進行管道自動焊接，達到高效焊接的目的呢？答案是肯定的。

從理論上推測，就單位時間內熔覆量而言，當送絲速度相同時，使用直徑1.4 mm焊絲進行單絲焊接與使用直徑1.0 mm焊絲進行雙絲焊接時的熔覆幾乎相同（V=Svt，S=πr2，單絲焊接與雙絲焊接熔覆量之比為0.49/0.50，只相差2％）。如果采用大直徑焊絲進行管道全自動焊接，無論單絲焊還是雙絲焊，對提高管道自動焊焊接效率都具有極大現實和推廣意義。

本研究以加拿大RMS公司的單焊炬管道全自動焊機為例，介紹管道內根焊+1.4 mm直徑氣體保護焊絲管道自動外焊高效焊接工藝。

1 管道內焊機及RMS外焊機

（1）內焊機。

內焊機主要用于長輸管線施工過程中兩根被焊鋼管管口的組對和根焊工序的完成。主要由漲緊機構、行走及剎車機構、內環縫焊接及旋轉裝置、多焊頭同步對中定位機構、氣動系統、自動控制系統、保護氣供給系統等部分組成。PIW48內焊機的行走、定位、管口組對，由氣動系統驅動。控制系統控制4臺焊接電源、8把焊槍進行內環縫的焊接。焊接工作流程是：首先1～4號焊槍同時起弧，大盤延順時針方向旋轉45°，完成右半圈（0～6點鐘）焊縫的焊接；然后大盤旋轉回位，焊接電源切換到5～8號槍，5～8

號焊槍同時起弧，大盤延逆時針方向旋轉45°，完成左半圈（12～6點鐘位）焊縫的焊接。直徑φ1219mm的管口，實際焊接完成時間不到2 min，速度快、質量高，工人勞動強度低。

（2）RMS外焊機。

RMS公司生產的管道全自動外焊機是單焊炬管道自動焊系統。其控制系統能準確地控制、調整焊接速度、送絲速度、擺動次數、焊接方向、送絲停止延遲以及焊接電源的啟動、停止，保護氣的通、斷等。相應的焊接參數均能在NEWTON編程器中編程、儲存設置，并顯示在CED液晶顯示屏上。單機具有從熱焊、填充焊到蓋面焊各層焊道的焊接功能，且編程器只需一次設置即可，不需要重新編程。焊接前及焊接過程中，外焊機工作電壓、保護氣系統、焊接電源等系統的工作情況均能在手持盒中顯示，便于監視和調整。焊接操作工的操作僅為在焊前、焊接過程中調整焊槍擺動幅度、焊絲干伸長度、焊槍的偏移以及焊接速度的微調。

3 焊接工藝

焊接鋼管鋼級為API Spec 5L X80級，鋼管規格為φ1219 mm×18.4 mm。焊接工藝采用內焊機根焊+RMS全自動外焊，焊接電源均為林肯DC-400。

3.1 坡口形式

自動焊采用窄間隙焊縫，所以自動焊焊接工藝中的坡口形狀和尺寸十分重要，直接影響根焊的焊接質量和焊接速度。采用了國內外成熟的內焊機復合型焊接坡口，如圖1所示。

圖1 坡口示意

3.2 焊接材料

焊接材料如表1所示。

表1 焊接材料

3.3 焊前預熱

焊前預熱溫度100℃～200℃，預熱寬度在坡口兩側大于等于100 mm，層間溫度60℃～150℃。

3.4 焊接參數

焊接工藝參數如表2所示。

表2 焊接工藝參數

4 結論

（1）目前，國內外大口徑長輸管道焊接工程中普遍使用0.9 mm、1.0 mm的焊絲，效率較低。但采用的焊接電源及控制系統容量均滿足大直徑焊絲焊接要求。

（2）采用本研究所述焊接工藝焊接的焊口，按照SY/T4103標準進行焊接工藝評定試驗，外觀、無損檢測及各項力學性能指標均達到標準要求，工藝評定合格。

（3）推廣應用大直徑氣體保護焊絲進行管道全自動焊接，在很大程度上甚至成倍地提高管道自動焊焊接質量和效率，經濟效益和社會效益可觀。

Welding process of outside pipeline automatic welding by wire 1.4 mm in diameter

CHEN Jianping，ZHOU Xiaohui，LI Dongming，WEI Renjun，LI Yande，WEI Liming，GAO Yaqing，CHEN Qiang，HU Junyong
（Huabei Petroleum Engineering Construction Co.，Ltd.，Renqiu 062552，China）

The automatic welding of large diameter long distance pipeline welding construction in common use 0.9 mm welding wire，1.0 mm wire hot welding and filling,covering welding，the welding efficiency is low.Specifically for the large diameter wire pipeline automatic welding technology research,pipeline automatic efficient welding is realized.Introduce the mature technology that"root pass welding within +1.4mm diameter pipe automatic gas shielded welding wire welding outside".

pipeline automatic welding；large diameter wire；efficient；welding process

TG409

B

1001-2303（2016）08-0080-02

10.7512/j.issn.1001-2303.2016.08.19

2016-05-21

陳建平（1959—），男，河北任丘人，博士，國際焊接工程師，主要從事科技管理和焊接技術的研究工作。