自動焊技術(shù)在厚壁鉻鉬鋼管道P22施工中的應(yīng)用研究

黃植剛

摘要：本文基于筆者多年相關(guān)工作經(jīng)驗，以管道施工中厚壁鉻鉬鋼管道P22自動焊技術(shù)應(yīng)用要點為研究對象，系統(tǒng)歸納這一實用技術(shù)的操作要點，為行業(yè)發(fā)展提供建設(shè)性意見。

關(guān)鍵詞：自動焊;厚壁鉻鉬鋼;管道;應(yīng)用

1引言

隨著社會的進(jìn)步與時代的發(fā)展，以金屬材料與不同材料鏈接為代表的特殊焊材及其焊接工藝的發(fā)展開始大力發(fā)展。在管道焊接領(lǐng)域新舊管道的連頭施工，不同材質(zhì)不同膨脹系數(shù)的變徑式焊接成為工程技術(shù)人員普遍面臨的問題。而現(xiàn)場小空間、偏角度的焊接環(huán)境給本已捉襟見肘的焊接工藝帶來工序上的影響，極大危及工程可延續(xù)性甚至誘發(fā)后續(xù)的安全生產(chǎn)事故。所以運用體積小可操作性強(qiáng)的自動焊技術(shù)成為行業(yè)的首選。本文基于筆者多年相關(guān)工作經(jīng)驗，以管道施工中厚壁鉻鉬鋼管道P22自動焊技術(shù)應(yīng)用要點為研究對象，系統(tǒng)歸納這一實用技術(shù)的操作要點，為行業(yè)發(fā)展提供建設(shè)性意見。

2自動焊技術(shù)概述

自動焊技術(shù)及為依靠焊接臺架配合固定多變焊接機(jī)械（焊接機(jī)器人）。通過滾軸帶動焊件進(jìn)行一定速度的固定式旋轉(zhuǎn)。確保焊接過程中的位置一致性和速度均衡性，從而保證焊接質(zhì)量無誤。該種方式特別適合管道焊接，通過焊縫確定在將管段進(jìn)行滾動臺放制。然后通過數(shù)控電腦進(jìn)行電流、電弧電壓、焊槍擺動幅度、擺動頻率等相關(guān)工藝參數(shù)的預(yù)先設(shè)置并全過程進(jìn)行監(jiān)控，確保焊接過程中能及時進(jìn)行手動切換式調(diào)節(jié)和急停，保證材料可控性。該種及時及其相關(guān)工作臺架能在管道預(yù)制焊接和部分零部件修復(fù)上得到較好使用體驗。同時能全面實現(xiàn)化極氣體保護(hù)焊、埋弧焊。同時在焊機(jī)選擇上可以進(jìn)行DIY式更換（通常采用懸臂式自動焊機(jī)）全面提高設(shè)備操作靈活性。筆者所在單位選用美國米勒DW-852型配套設(shè)備最大輸出電流可達(dá)600A。能全面適用于氣體保護(hù)焊和細(xì)絲埋弧焊。

在使用方面，根據(jù)相關(guān)說明書與操作經(jīng)驗。在此確立，氣體保護(hù)焊焊絲直徑以φ1.2mm為宜，埋弧焊焊絲直徑以φ2.4mm、φ1.6mm為宜，最大直徑不超過φ4.0mm。管徑范圍：φ133～650mm，壁厚范圍：δ5～75mm。根據(jù)臺架使用經(jīng)驗，在此總結(jié)通用性設(shè)備優(yōu)點如下：（1）高效生產(chǎn)，真實生產(chǎn)環(huán)境下需要運用較大的瞬間電流進(jìn)行電弧發(fā)散以至于達(dá)到預(yù)定穿透力，致使焊縫熔深達(dá)標(biāo)。運用埋弧焊進(jìn)行對比，相關(guān)的熱量集中相比傳統(tǒng)電弧焊高處5-10倍。（2）高效焊接質(zhì)量且過程穩(wěn)定。根據(jù)不同焊接規(guī)范能在保持穩(wěn)定性的前提下運用不同規(guī)格焊劑進(jìn)行防氧化侵害保護(hù)。而動態(tài)的精度變化能充分保障熔池金屬與渣反應(yīng)充分，在外觀美觀的同時保持穩(wěn)定性。（3）節(jié)能減排。運用自動焊能動態(tài)調(diào)整電弧度量，保持熱量損失最小的前提下電弧在焊劑層下均勻燃燒，物料和電弧上達(dá)到最小。且沒有焊絲金屬的飛濺損失。

3焊接材料選用及焊接工藝評定

超高壓蒸汽管道采用A335-P22無縫鋼管，設(shè)計溫度538℃，運行溫度520℃，設(shè)計壓力12.8 MPa，運行壓力11 MPa。它總共有3300個焊縫。厚壁管道材料主要為A335P22。管道規(guī)格：21.3 *4.78～610 *73.025。由于管壁較厚，焊接工作量較大，傳統(tǒng)的氬電接頭焊接作業(yè)方法耗時長，勞動強(qiáng)度高，生產(chǎn)效率低。為了提高焊接生產(chǎn)效率，公司決定采用氬弧焊底部，埋弧焊自動填焊蓋，以提高焊接生產(chǎn)效率，更好地保證焊接質(zhì)量。

1）焊接材料采用國產(chǎn)埋弧焊絲和焊劑，焊絲直徑2.4mm。匹配P22的焊絲號為CHW-S8，相當(dāng)于AWS A5.23 EB3。通量為SJ603，粒度為10-60目。

2）根據(jù)JB4708《鋼制壓力容器焊接工藝評定》，進(jìn)行焊接工藝評定試驗。拉伸、彎曲、沖擊等性能指標(biāo)均符合規(guī)范要求。

4自動焊技術(shù)在厚壁鉻鉬鋼管道P22施工

4.1焊接準(zhǔn)備

運營商的自動焊接就焊接證書規(guī)定的工資“鍋爐、壓力容器和壓力管道焊工考試與管理規(guī)則”（2011年2月1日之后，交換證書或取證實施次數(shù)的要求z6002 - 2010的“特定設(shè)備焊接運營商評估規(guī)則”），并嚴(yán)格禁止操作沒有相應(yīng)的自動焊接資格。從事焊接作業(yè)的工人。自動氬弧焊操作員焊工證為GTAW-1G-05/07/09;自動埋弧焊操作員焊工證書為SAW-1G（K） -07/09;焊工應(yīng)至少配備以下工具：鋼絲刷、銼刀、鋼絲筒和砂輪機(jī)。

4.2坡口加工

槽形加工，如管材車床、磁力切割機(jī)等。管材切割和坡口加工一次完成。坡口加工質(zhì)量好，機(jī)床利用率高，切削效率高。管道管壁厚度小于30mm時采用v形坡口形式。槽角為60 +5，管壁厚度大于30mm。槽形為雙v形。槽角為=65 +5 =10 ～15。坡口應(yīng)100%上色檢查，合格的坡口應(yīng)無裂紋。

4.3清理組對、定位焊、預(yù)熱

配對前用角磨機(jī)、棒磨機(jī)、鋼銼對槽面及邊緣區(qū)域的銹蝕、油污進(jìn)行清理，直至露出金屬光澤;組對內(nèi)壁應(yīng)光滑，組對錯邊不應(yīng)超過壁厚的10%，不應(yīng)超過1mm。

定位焊接與正規(guī)焊接工藝相同。定位焊縫長度10- 15mm，厚度2- 4mm，不超過壁厚的2/3。定位焊縫沿圓周均勻分布，兩端過渡平穩(wěn)。根據(jù)實際管徑和管壁厚度確定焊接點的位置。采用橋式定位焊縫時，在焊接形式焊縫時，定位焊縫點打磨干凈。

鉻鉬鋼焊接前應(yīng)預(yù)熱至預(yù)熱溫度，焊縫應(yīng)采用電加熱預(yù)熱。預(yù)熱溫度由溫度控制柜控制，焊縫處采用電子點溫度計測量。P22預(yù)熱溫度為200 ～ 300c，達(dá)到預(yù)熱溫度后15分鐘開始焊接。

5結(jié)語

通過多種情況下的現(xiàn)場試驗與運用可知。運用埋弧自動焊技術(shù)進(jìn)行厚壁鉻鉬鋼的不同形式加工綜合一次合格率可達(dá)99%，在提高工效的同時極大縮小了工程返修率，在焊接質(zhì)量和后續(xù)工作上徹底解決了維修問題。通過現(xiàn)場測算，正常工況下，每臺自動焊的焊接工效為180寸/天，最高可達(dá)到240寸/天。1臺自動焊機(jī)相當(dāng)于5-6個焊工，隨著壁厚的增大，工效越明顯。

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