周怀杰 李雄 曹良均 刘海林 王洪亮 许彦雷
海洋石油工程股份有限公司
摘要：在海洋钢结构钢桩插尖预制中，存在反坡口加角焊缝的焊接形式，分别存在钢桩插尖的内外焊缝设计中。实际生产中，此项焊接工作使用的半自动二氧化碳焊接工艺，其焊接操作难度高、产生的焊接烟尘大、工人劳动强度大的特点，一直是钢桩预制中的一道难题，如何高效优质的完成生产任务和实现打好“蓝天保卫战”的目标，更是成为焊接工艺应用研究的一个新课题和新方向。
关键词：降本增效 埋弧焊 钢桩插尖 双支点
一．课题背景
传统的插尖焊接工艺，由于受到空间位置限制和环形焊缝的影响，只能采用二氧化碳焊接工艺。以直径2.6米，主管80mm厚，插尖管25mm厚的插尖为例，焊脚趾尺寸设计为38mm，此项焊接任务通常配备2名焊工对称焊接，需10个人工时完成焊接。
采用CO2气体保护半自动焊焊接工艺，焊接工作量较大，焊工劳动强度较高，且焊接中产生的一氧化碳气体和烟雾造成的施工环境较差，也是影响“蓝天保卫战”的一项重要因素。
施焊时，为了控制焊接变形，需要配置2名焊工均匀分布同时焊接，形成对称焊接，2个人员共10个人工时的工作才能完成施焊作业，造成较高的劳动强度。
经过采用埋弧自动焊焊接工艺后，仅需要1名焊工发生2个人工时完成焊接任务。
二．创新思路：
1.经过革新后，使得只能走直线的埋弧机头可以沿环向行走，从而为埋弧焊焊接横焊环形角焊缝提供基础条件。
2.埋弧自动焊插尖焊接中使用了前后双支点定位，前轮导向和焊接细调的埋弧焊小车焊接行走的方式。焊接小车通过双支点定位法，能稳定环形焊缝焊接小车的自然过渡行走，让焊接小车均匀的行走。
3.经过改造后，焊接过程中的电压、电流稳定，焊剂均匀的覆盖，焊道成型美观。
4.应用埋弧自动焊后，只需一个焊工即可轻松完成插尖的焊接，较二氧化碳气体保护焊，效率提升，且改善工作环境。
5.此革新工艺可应用于外1.5米以上插尖环缝焊接中来，推广前景良好。
三．创新技术原理：
1.根据焊缝位置和焊接小车机头作适当的角度旋转，匹配恰当焊接位置，预防焊接过程中由于总承不稳定带来焊接未融和夹渣缺陷。
2.调整焊剂输送管角度，达到均匀输送焊剂的作用满足焊接电弧覆盖需要，保障焊接熔池正常融合。
3.前导向轮移动到相对方向，以便焊接自动行走时能自动调节行走方向。
4.焊前准备作业结束后，启动焊接按钮调节出合理的焊接参数，焊接小车通过动力轮向前旋转形成良好的焊接过程。
5.由于，管壁和焊接坡口为加工均匀的工件，焊接设备参数稳定，所以，焊接过程中基本不需要焊接调节，即可进入自动化较高的焊接过程。
6.焊接过程中，注意观察焊道成型和收、补焊剂，满足焊接辅助需求即可，就形成了良好的焊接过程。
7.创新后的埋弧自动焊焊接插尖中使用的是前后双支点定位，前轮导向和焊接细调的埋弧焊小车焊接行走的方式，只需一个焊工就能很轻松的就能完成焊接操作。
反坡口角焊缝焊接成型
四．新工艺应用
2020年，某项目将小车式埋弧焊机头只能在直线轨道上行走施焊方法，通过创新成功将埋弧自动焊应用到插尖环形焊缝焊接中。
在埋弧焊应用到插尖焊接实验过程中，先后采用了中心定位、手动导向加双细调的焊接方法，焊接小车中心定位沿线导向的焊接行走方法的焊接创新过程。
经过创新埋弧自动焊焊接插尖使用的是前后双支点定位，前轮导向和焊接细调的埋弧焊小车焊接行走的方式。焊接小车通过双支点定位法，能稳定环形焊缝焊接小车的自然过渡行走，让焊接小车均匀的行走使焊接过程中的焊接电压、电流稳定，焊剂均匀的覆盖焊道表面保护好焊缝结晶过程。在操作过程中只需一个焊工，就能很轻松的就能完成焊接操作。
反坡口角焊缝焊接操作
五．实施效果
在埋弧自动焊应用到插尖焊接创新工作中，先后通过中心定位、手动导向加双细调的焊接方法，和中心定位、后支点定位和沿线导向的焊接行走方法的创新过程，最终成功将埋弧自动焊应用在大管径、厚壁插尖的焊接预制中。
经过在2020年某项目成功使用，不但满足了公司节能增效目标，而且还达到了100%焊接合格率的质量。粗略计算每年可以节省25万元左右的成本费用，并提高了50%以上的生产效率。尤其为实现打好“蓝天保卫战”目标出了良好的贡献。
作者简介：周怀杰，1972年生，男，海洋石油工程股份有限公司，电焊工高级技师，主要从事海洋钢结构制管和海底管线领域，天津市塘沽区渤海石油路688号595信箱制管作业部，邮编：300452电话：022－25807836，13752201772
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