大口径、厚壁管道的全自动焊接 - 建筑技术

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1、大口径、厚壁管道的全自动焊接-建筑技术大口径、厚壁管道的全自动焊接-建筑技术大口径、厚壁管道的全自动焊接-建筑技术大口径、厚壁管道的全自动焊接-建筑技术大口径、厚壁管道的全自动焊接-建筑技术　　全自动焊接大口径、厚壁（大于21mm）管线经常采用U型坡口或复合型坡口，由于U型坡口、复合坡口加工耗时、耗力制约管道焊接效率。V形坡口加工简单，省时、省力，但大口径、厚壁管线V型坡口全自动焊接时，如焊接工艺参数选择不当，将导致焊接缺陷产生。　　随着管道建设用钢管强度等级提高至X70、X80级别，管径和壁厚的增大，从2003年起在管道施工中逐渐开始应用自动焊技术。管道自动焊技术由于焊接效

2、率高，劳动强度小，焊接过程受人为因素影响小等优势，在大口径、厚壁管道建设的应用中具有很大潜力。　　但我国的管道自动焊接技术正处于发展阶段，焊接中的一些问题如根部未熔合、侧壁未融合、坡口复杂等还没有彻底解决；自动焊接大口径、厚壁管线经常采用U型坡口或复合型坡口，管端坡口整形机等配套设施尚未成熟，所以研究大口径、厚壁管道V型坡口自动焊接技术十分有意义。　　西气东输二线中卫-靖边联络线全线长度约345km，钢管强度等级为X70，管径为φ1016，壁厚为14.6mm、17.5mm、21.0mm和26.2mm，根据该工程特点长庆建设工程总公司引进了CRC全自动焊机，应用在联络线第1B标

3、段壁厚为21.0mm管道上。　　焊接方法、设备、材料　　焊接方法采用STT根焊+CRC-P260自动焊机热焊、填充、盖面。焊接设备：林肯STT焊机、林肯DC-400、CRC-P260自动焊机。保护气体：STT根焊保护气100％CO2，全自动焊保护气为80％Ar＋20％CO2。焊接材料如表1所示。　　图1坡口形式　　接头形式及焊道顺序　　焊道坡口形式如图1所示，焊道顺序如图2所示。　　焊接试验与分析　　自动焊常用复合坡口或U型坡口，在小壁厚管线中也可使用V型坡口，它们共同的特点就是坡口上口间隙较小。西气东输二线管道壁厚为21.0mm，V型坡口的上口宽度约为22mm，此宽度已接近

4、CRC-P260焊枪摆幅极限。这样的坡口型式对自动焊接是一个巨大的挑战。根据以往经验确定了自动焊试验焊接工艺参数（如表2所示）。　　采用以上参数进行自动焊接试验，试验焊接中发现自动焊缝易出现缺陷有层间未熔合、侧壁未熔合、密集气孔、仰焊部位余高超标等。　　在试焊过程中，电流在210~235A、电压在21~23V、送丝速度在420~480in/min、焊接速度在12~15in/min时，试验焊接中发现F1、F2、F3焊缝上几乎未出现层间未熔合情况、坡口未熔合及密集气孔情况。分析认为F1、F2、F3、三道焊缝坡口宽度小，气体保护充分，因而不会产生氮气孔；坡口宽度小使得焊枪摆幅小，摆

5、动频率高，在送丝速度一定情况下母材与填充金属熔合充分，因而产生未熔合的几率较小；仰焊部位焊缝余高不大。　　电流在200~250A、电压在18~22V、送丝速度在400~500in/min、焊接速度在12~16in/min时，试验焊中发现F4、F5、F6部分焊缝立焊位置出现层间未熔合和坡口未熔合，但依然没有气孔出现，仰焊部分余高不大。产生层间未熔合和坡口未熔合的焊缝焊接电流小于220A，电压21V，送丝速度小于450in/min，焊接速度大于15in/min，且焊枪摆动频率小于90次/min.提高送丝速度、电流电压（调整焊丝伸出长度）、增大焊枪摆动幅度同时尽量选择较快的焊枪摆动

6、频率、控制立焊部位焊接速度后，F4、F5、F6检测后未发现层间未熔合和坡口未熔合。　　电流在220~250A、电压在20~22V、送丝速度在450~500in/min、焊接速度在14~16in/min时，盖面焊缝未发现未熔合，但盖面焊缝在仰焊位置余高超标。分析认为盖面焊缝宽度约为18~22mm，这个宽度接近CRC-P260焊枪最大摆动幅度，而宽焊缝、焊枪大摆幅、快摆频使熔池存在时间长且焊枪运动时对熔池有搅拌作用，仰焊位置熔敷金属在重力、电磁力等作用下垂，进而导致仰焊位置焊缝余高超标。　　为了保证良好的盖面成型效果，盖面焊在选择较小的焊接速度的同时尽量减小焊枪摆动频率，使的盖面

7、焊缝薄而宽，从而减小了熔池存在时间，达到了减少仰焊位置余高的目的。　　采用以上参数进行自动焊接试验，试验焊接中发现自动焊缝易出现缺陷有层间未熔合、侧壁未熔合、密集气孔、仰焊部位余高超标等。　　在试焊过程中，电流在210~235A、电压在21~23V、送丝速度在420~480in/min、焊接速度在12~15in/min时，试验焊接中发现F1、F2、F3焊缝上几乎未出现层间未熔合情况、坡口未熔合及密集气孔情况。分析认为F1、F2、F3、三道焊缝坡口宽度小，气体保护充分，因而不会产生氮气孔；坡口宽度小使得焊