淺析自動(dòng)焊在裝置工藝管道焊接中的應(yīng)用限制

李作慧

摘要：自動(dòng)焊技術(shù)由于其高質(zhì)量及高效率的焊接方式，被工藝管道工程所偏愛，并開始逐漸普及。近年來，我國(guó)倡導(dǎo)綠色環(huán)保理念，這也使得一些傳統(tǒng)高污染行業(yè)做出了相應(yīng)的調(diào)整，將污染問題徹底解決。在進(jìn)行工藝管道焊接的過程當(dāng)中，所產(chǎn)生的物質(zhì)會(huì)對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境造成極大的破壞，但是采用自動(dòng)焊接技術(shù)可以有效減少污染物的流出，可以解決環(huán)境污染的問題。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)焊;工藝管道焊接;應(yīng)用

前言

目前管道自動(dòng)焊多應(yīng)用于高鋼級(jí)、大口徑、大壁厚管道的流水施工作業(yè)過程，例如在西氣東輸二線等重大工程中，管道自動(dòng)焊的應(yīng)用取得了較好的效果。大口徑管道自動(dòng)焊裝備包括坡口機(jī)、內(nèi)焊機(jī)、外焊機(jī)3部分：坡口機(jī)主要用于完成管口加工，按照坡口工藝圖紙坡口;內(nèi)焊機(jī)主要用于兩個(gè)加工完成的管口組對(duì)和根焊;外焊機(jī)主要用于焊縫的熱焊、填充及蓋面焊接。相較國(guó)外自動(dòng)焊裝備的發(fā)展，中國(guó)焊接裝備發(fā)展較晚，隨著自動(dòng)焊裝備的應(yīng)用比例逐步上升，國(guó)內(nèi)越來越多的公司逐漸開始研發(fā)自動(dòng)焊裝備，但國(guó)內(nèi)裝備在使用可靠性和耐用性方面，與國(guó)外先進(jìn)水平仍有一定的差距。

1自動(dòng)焊接在裝置工藝管道焊接時(shí)的限制因素

1.1受管道橢圓度及管道壁厚不均勻限制

管道橢圓度及壁厚不均勻?qū)⒂绊懞附z伸出長(zhǎng)度、焊絲與焊縫的相對(duì)位置等，焊接過程中如發(fā)生變化不易及時(shí)調(diào)整，容易出現(xiàn)氣孔等缺陷。目前一方面管件與管材在壁厚上普遍存在一定的壁厚差，管件需修磨內(nèi)口，如采用自動(dòng)焊對(duì)內(nèi)口加工精度要求高，將耗費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間修磨內(nèi)口;另一方面即使配備自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)，也由于條件多變較難及時(shí)做出調(diào)整。

1.2受管道坡口及組對(duì)質(zhì)量限制

由于自動(dòng)焊焊絲與焊道相對(duì)位置以及焊絲擺動(dòng)幅度均已提前固定，如坡口加工及組對(duì)不均勻造成焊縫坡口間隙不均勻，容易引起咬邊、融合不良等缺陷。

1.3受管道規(guī)格、焊接位置受限

如采用機(jī)頭固定設(shè)備，受機(jī)頭卡盤、設(shè)備性能等影響，不同型號(hào)設(shè)備適用管徑及管道長(zhǎng)度范圍不同。如采用爬坡式全位置自動(dòng)焊，由于焊接速度受爬坡小車控制，同一管徑上不同焊接位置需要不同的焊接參數(shù)，對(duì)于設(shè)備性能和焊接參數(shù)的設(shè)置要求較高。同時(shí)，由于焊槍噴嘴較大，受到焊絲伸出長(zhǎng)度限制，坡口較寬，增加了熔覆金屬量及焊接熱輸入。

1.4受作業(yè)空間限制

目前自動(dòng)焊機(jī)頭普遍較大，需要提供足夠的工作空間，現(xiàn)場(chǎng)焊接基本不適用。預(yù)制過程中，為提供足夠的操作空間，需將額外增加作業(yè)空間及其他手段措施，以保證焊接質(zhì)量。

1.5受管線形狀限制

一方面管道規(guī)格變化多，焊接機(jī)頭應(yīng)能覆蓋多種不同規(guī)格管道;另一方面如采用機(jī)頭固定的設(shè)備，由于管道及管件需要轉(zhuǎn)動(dòng)，彎頭、三通僅能分別焊接一道焊口，前文中提到由于裝置管道布局緊湊，較多的使用了管件，導(dǎo)致設(shè)備適用范圍較小。

1.6受工藝參數(shù)限制

自動(dòng)焊適合同規(guī)格、批量生產(chǎn)，如規(guī)格發(fā)生變化，需要調(diào)整工藝參數(shù)，如參數(shù)不合適，容易批量出現(xiàn)缺陷，現(xiàn)場(chǎng)管徑和環(huán)境多變，質(zhì)量控制難度大。且如無損檢測(cè)進(jìn)度不及時(shí)，更容易成批出現(xiàn)返修現(xiàn)象。

1.7受焊槍擺動(dòng)維度限制

目前自動(dòng)焊接中焊槍能順利實(shí)現(xiàn)在焊縫縱橫兩個(gè)方向的精確控制，但由于焊接過程中焊槍與焊縫、坡口的夾角等需要隨時(shí)根據(jù)母材狀況調(diào)整，如不能及時(shí)調(diào)整極易出現(xiàn)熔合不良等缺陷，導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。

2自動(dòng)焊技術(shù)在工藝管道施工中的具體應(yīng)用

工藝管道焊接施工中，焊接口一般分為固定口和移動(dòng)口兩種。從實(shí)際施工情況來看，目前國(guó)內(nèi)石油企業(yè)使用最多的是半自動(dòng)焊和手工焊，自動(dòng)焊技術(shù)的使用還有待提高。具體地說，半自動(dòng)焊接技術(shù)主要有STT型表面張力過渡焊接、RMD熔滴精度過渡焊接和自動(dòng)自保護(hù)藥芯焊絲焊接。工藝管道焊接施工大多在露天進(jìn)行，面對(duì)復(fù)雜的自然環(huán)境，常需采用自保式藥芯焊絲進(jìn)行半自動(dòng)焊接工藝。這種工藝不需要額外的保護(hù)氣體，目前主要應(yīng)用于焊縫填充及蓋面施工中。在此期間，管子直徑和管壁厚度都在不斷增加，所以焊接作業(yè)必須采用自動(dòng)化焊接技術(shù)，以保證焊接質(zhì)量。西氣東輸一期工程全長(zhǎng)4200km，其中約650km為自動(dòng)焊接。隨著管道直徑和壁厚的進(jìn)一步增加，自動(dòng)焊接技術(shù)已經(jīng)成為第二期工程全長(zhǎng)約5000km總線焊接技術(shù)的主流。GMAW自動(dòng)焊接技術(shù)在大管徑、厚壁管道的施工中得到廣泛應(yīng)用，實(shí)際上也代表著國(guó)內(nèi)工藝管道焊接施工正向更高層次發(fā)展。

3工藝管道施工中自動(dòng)焊技術(shù)的發(fā)展前景

自動(dòng)焊生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好、節(jié)能、改善焊接環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，一直是手工焊接無法比擬的。自動(dòng)焊接技術(shù)在工藝管道施工中具有廣闊的應(yīng)用前景。例如工藝管道的施工條件往往較差，這不僅考驗(yàn)了焊工的技術(shù)水平，也考驗(yàn)了他們的毅力。另外，自動(dòng)化焊接技術(shù)不僅在效率、能耗方面，在焊接成本方面也遠(yuǎn)低于人工焊接，因此，將大量自動(dòng)化焊接技術(shù)應(yīng)用到工藝管道施工中，以代替人工焊接也是焊接技術(shù)發(fā)展的必然趨勢(shì)。與傳統(tǒng)的手工焊接技術(shù)相比，自動(dòng)焊接技術(shù)不但成本低，而且效率高，在實(shí)際生產(chǎn)過程中節(jié)省了能源。由于自動(dòng)化焊接技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化焊接技術(shù)將逐步取代人工焊接，自動(dòng)化焊接技術(shù)也將逐漸成為未來工藝管道施工中最重要的焊接技術(shù)。當(dāng)今國(guó)家高度重視環(huán)境保護(hù)，人們的環(huán)境保護(hù)意識(shí)也在逐步提高，國(guó)家也在各種政策上強(qiáng)調(diào)建筑環(huán)境質(zhì)量建設(shè)的重要作用。自動(dòng)化焊接技術(shù)具有節(jié)省人力、降低成本、降低人工等優(yōu)點(diǎn)，是最經(jīng)濟(jì)的焊接方式，在這種新的形勢(shì)下，企業(yè)將逐漸認(rèn)識(shí)到自動(dòng)化焊接技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上，加大對(duì)自動(dòng)化焊接設(shè)備的研究開發(fā)力度。

結(jié)束語

我們可以從日常生活中了解到管道的作用，工藝管道安全也逐漸受到越來越多的關(guān)注。工藝管道連接過程中，連接工藝十分重要，只有技術(shù)到位，才能保證化工管道的安全，自動(dòng)化焊接技術(shù)在這方面的優(yōu)勢(shì)更加明顯，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)自動(dòng)化焊接技術(shù)還存在不小的差距，尚未得到廣泛推廣和應(yīng)用。

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