stt根焊技术在西气东输二线管道工程中应用

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1、STT根焊技术在西气东输二线管道工程中应用　　【摘要】本文讲述了STT焊接工艺在根焊焊接中的参数确定、操作要点、常见缺陷分析及质量控制措施。并通过STT焊接技术在西二线31标段的实际应用，证明该工艺具有焊接速度快、焊缝成型质量好、易于控制、飞溅少等优点。【关键词】STT根焊工艺参数质量控制中图分类号：F253文献标识码：A一、工程概况西气东输二线工程是国家“十一五”规划的重点项目，也是我国目前正在建设的最大一条输气管线工程。该工程干线采用X80级管线钢，X80是一种低碳、微合金高强钢，具有高强度和良好的抗延展性断裂能力。X80管线钢的焊接是管道工程建设中的重要环节，

2、而其中根焊道的焊接质量及焊接速度又将直接关系到整个管道的焊接质量和工程进度。9胜利石油化工建设有限责任公司承接的本工程第31标段线路全长80.9874公里，设计压力10MPa，管径为Φ1219mm，壁厚分别为18.4mm、22mm、27.5mm。沿线共设置线路阀室4座，穿越大中型河流4处，穿越国道2次，穿越省道6次。施工地点位于广东省翁源县和英德市，该地区气候湿润、雨水较多，沟壑纵横、地形复杂，非常不利于管道组对焊接，因此为保证如期并且高质量完成工程建设，在西气东输二线工程根焊中采用了优质高效的STT半自动焊接技术。二、STT焊接工艺分析（一）STT焊接原理STT气

3、体保护半自动焊是一种以表面张力为熔滴主要过渡力的熔化极气体保护焊，它采用独特的波形控制技术，可以根据熔滴的不同过渡过程，自动调节焊接电流和电弧电压波形，能保证在整个熔滴过渡周期里精确控制流过焊丝的电流，从而精确控制焊接热输入。该焊接技术解决了CO2气体保护焊飞溅大的技术难题，同时确保了焊接电弧的稳定，保证焊缝成形美观。STT气体保护焊电流、电压及熔滴过渡过程示意图如图1所示。图1熔滴过渡过程及对应的电流、电压波形9整个过渡过程可分为六个阶段：t1阶段是短路前燃弧期，输出基值电流，其作用是提供电弧燃烧和熔滴长大的能量；t2阶段是短路前期，当焊接回路刚刚短接时，将输出电

4、流迅速减小；t3是缩颈阶段，焊接电源向短接的熔滴施加一个大电流，促使缩颈过程加快；t4阶段是缩颈后期，在熔滴和焊丝将要分离时，输出电流瞬间减少，使液态小桥被表面张力、重力，电磁力联合拉断，避免了因输入过大热量使液态小桥爆断而引起的飞溅，同时可以控制燃弧能量，改善焊缝成型；t5阶段是电弧重新引燃阶段，熔滴与焊丝分离后，焊接电源立即输出大电流，保证电弧的重新引燃；t6逐渐恢复为短路前燃弧期，电流逐渐减小，最终回到基值电流，开始下一次熔滴过渡。1.基值电流基值电流是一个重要参数，主要用于控制热输入，决定根焊道背面的焊缝成型情况。一般来讲基值电流太大会造成滴状过渡和形成较大

5、的熔滴，这样会使飞溅增大，同时会使焊缝背面出现内凹。基值电流过小时会引起焊丝抖动，使焊缝金属的润湿性变差，导致焊缝背面成型窄而高。在焊接壁厚18.4mm的长输管道时，在100%CO2作为保护气的前提下，Ф1.20mm的实心焊丝焊接工艺规程规定的基值电流为55～65A。2.峰值电流9峰值电流主要影响电弧长度和焊道与坡口边缘的融合情况，并决定根焊时正面的焊道成型。峰值电流过大时会引起电弧瞬间变宽，同时增加了电弧长度。过小时会引起电弧不稳和焊丝抖动。实际焊接时，峰值电流的设置应满足最小的飞溅和熔池搅动作用。焊接工艺规程规定18.4mm厚的管道根焊采用100%CO2作为保护

6、气时，Ф1.20mm实心焊丝的峰值电流为380～430A。3.热起弧热起弧主要用来提供引燃电弧所需要的额外能量，提高引弧的成功率。即在焊缝起始点增加20%～50%的电流，保证有足够的热输入来补偿因管道母材温度较低散失的热量。4.焊接速度焊接速度对熔池的熔深和熔宽均有明显影响。焊接速度增加时，相应的焊缝的熔深和熔宽都会减小，容易导致未融合缺陷的产生；焊接速度减小时易导致焊缝烧穿，产生缺陷。实际焊接时焊接速度应与焊接电流及送丝速度相匹配。5.焊接电压焊接电压的波形和大小由设备根据熔滴的不同过渡过程自行进行调节。焊接设备利用检测到的电弧电压来判断熔滴过渡的瞬时形态，从而按

7、照STT的要求控制瞬时电弧电流的变化。为确定较为合理的焊接参数，在日常焊接施工中对焊接施工中的焊接电流、焊接电压、送丝机出丝速度、焊接速度等参数进行了统计，并对焊口无损检测的检验情况进行分析比较，同时结合业主下发的《西气东输二线工程焊接工艺规程汇编》，最终确定了焊接工艺参数如表1所示：表1STT半自动根焊焊接工艺参数9三、现场实际应用（一）焊前准备1.焊接设备采用美国林肯公司DC-400型焊接电源，送丝机为美国林肯公司的LN-23P型送丝机。2.焊材采用锦泰公司生产的JM-58实心焊丝，焊丝直径为Ф1.20mm，保护气体为CO2。3.坡口形式管材壁厚18.4mm