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自动焊技术在长输管道焊接中的应用

发表时间：2020/11/9 来源：《基层建设》2020年第21期作者：董建峰

[导读] 摘要：长输管道建设中的焊接环节时决定管道建设质量和管道后期使用效果的重要环节直以，目前国内的长输管道焊接在传统焊接技术的基础上引入了不同的自动焊技术。

        中石化河南油建工程有限公司河南南阳宛城区 473132
        摘要：长输管道建设中的焊接环节时决定管道建设质量和管道后期使用效果的重要环节直以，目前国内的长输管道焊接在传统焊接技术的基础上引入了不同的自动焊技术。本文在简要分析自动焊技术概念以及优势的基础上重点阐述了几种不同自动焊技术在长输管道焊接中的实际应用
        关键词：自动焊技术；长输管道；焊接应用
        引言
        相较于传统的焊接技术，自动焊技术主要是通过对送丝速度、焊接速度以及摆动频率等工艺参数来进行高度控制从而实现焊机与焊口之间保持高度一致性，进而有效保证焊接质量。
        一、自动焊技术概述
        所谓的自动焊技术实际上指的就是采用自动焊接装置来完成全部的焊接工作，在整个过程中不需要人工调节设备也不需要人工控制设备的一种焊接方法，焊接过程实现了高度的机械化和自动化，是近代焊接领域的一项重大发展。其中全自动焊接的工作原理就是在焊接管道相对固定的情况下，由焊接小车带动焊枪沿着固定的轨道围绕管壁进行运动，从而完成焊任务。
        二、自动焊技术的优点
        （一）焊接质量高，焊接过程稳定
        由于自动焊装置中由药芯焊丝和气体等物质的保护，焊缝成型会更加美观，焊接接口的质量也能够得到有效保证，并且自动焊过程中装置相较于人工的性能会更加稳定，送丝过程也更加平稳，质量能够得到有效操控。
        （二）焊接速度快，完成效率更高
        自动焊的焊接过程是连续送丝的，焊丝的熔覆速度能够得到有效提升，大大减少了人工焊接过程中更换焊条的实践。与此同时也为清理层间杂物提供了更大的便利，使得焊接工作速度与效率直线上升。
        （三）经济效益高，节约劳动成本
        应用自动焊接设备和装置能够有效降低人工使用数量，从而在一定程度上大大降低人工劳动成本，与此同时，由于在自动焊接过程中焊接相对比较稳定，所产生的烟尘大大减少，工人的劳动环境能够得到有效改善。
        三、自动焊技术在长输管道焊接中的具体应用
        （一）实芯焊丝气体保护自动焊技术在长输管道焊接中的实际应用
        所谓的实芯焊丝气体子保护自动焊技术实际上是属于熔化极气体保护焊的一种，该种自动焊技术的最大特点就是能够在可熔实芯焊丝与被焊金属之间形成一定的电弧，通过利用该电弧的热熔化焊丝以及其母质材料而完成最终的焊接。当前阶段采用这种实芯焊丝气体保护自动焊技术的自动焊接设备的厂家都很多种类型，其中在国内应用最为广泛以及技术设备相对比较成熟的有两家，其中一家使诺伊斯特公司，另一家是CRC公司，这两家公司所生产的实芯焊丝气体保护自动焊接设备都各有特点，并且在长输管道的焊接中都发挥着至关重要的作用。
        比如，以诺伊斯特公司产生的自动焊机系统在长输管道焊接中的实际应用为例，该公司所生产的实芯焊丝气体保护自动焊焊机采用了精确的棱直系统，并且在支撑固定性的两端的管子的基础上还采用机械化焊接系统在管子内部的坡口上进行根焊处理，可以一次性实现四个到六个焊丝驱动系统同时进行送丝。

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在实际的长输管道焊接过程中，相关的焊接工程人员可以采用市场上十分流行的硬件或者由诺伊斯特公司提供的配套软件系统来结合具体的长输管道焊接任务的不同需求，包括具体管道的长度、直径以及焊接口位置等因素来改变自动焊系统的焊接参数，使其能够在充分发挥出其自动化和机械化的最大优势的同时，有能够满足不同焊接任务的需求和标准以及不同长输管道管壁厚度的不同要求。与此同时，诺伊斯特公司所开发的该自动焊系统还可以直接将相关的焊接参数以一种更加形象的数码度管的形式显示和提供给工程人员，这样工程人员就能够实时掌握和了解自动焊过程中焊机以及长输管道的运转情况和焊接状况，从而为焊接质量和焊接效果提供更加坚实的技术保障。
        （二）药芯焊丝自动焊技术在长输管道焊接中的实际应用
        药芯焊丝自动焊技术又可以分成两种不同的种类，其中分别是药芯焊丝自保焊接技术和药芯焊丝气保焊接技术，这两种自动焊接技术的基本工作原理其实与实芯焊丝气体保护焊接技术十分相似。最大的不同就是药芯焊丝自动焊接技术中含有一定的药芯材料，其中主要包括矿物材料、钛合金材料、以及还原剂材料等物理化学材料等。相较于实芯焊丝气体保护自动焊接技术来说，药芯焊丝自动焊接技术具有的几个比较明显的优势。其中分别是药芯焊丝自动焊接技术的熔覆速度更快一些，药芯焊丝所独有的结构他特点以及熔滴过渡特点能够有效加快焊接过程中的熔覆速度；另一方面就是药芯焊丝自动焊接技术的焊接质量尤其是冲击韧性的强度更好，并且从经济的角度来说成本相对更低一些。
        比如，在应用药芯焊丝自动焊接技术来进行长输管道焊接的过程中，工程人员可以采取以下操作方式来完成焊接任务。当前阶段，药芯焊丝自动焊设备主要是由焊接电源送丝系统、焊枪行走系统以及供气系统和控制系统四个部分组成，其中最具代表性的设备就是前苏联的“对接一”和“对接二”两种型号。在实际的操作过程中，工程人员首先需要用带有铜垫板的内对口器直接对加工好坡口的管子进行组队；之后再结合实际的管道需求安装和调整自动装置，使其进行向上焊接。而药芯焊丝则需要向钢管的边缘、铜垫板以及移动的铜滑板三者所形成的间隙内输送，其中两台焊接设备需要同时焊接六到十点和六到十二点，如果长输管道的管壁厚度达超过了十毫米，还需要进行二到三层的重复焊接，从而在保证焊接速度的同时，确保焊接质量。
        （三）全位置自动焊接技术再长输管道焊接中的实际应用
        管道组装焊接是长输管道焊接过程中的一道重要工序，其焊接质量以及焊接效率将直接影响着长输管道施工的质量以及工程进度，也关系到长输管道日后的运营和使用安全。通过采用全位置自动焊接技术不仅仅能够更加良好的确保焊接的质量和长输管道的稳定性，所形成的焊接轨道也相对更加美观。此外从经济效益的角度来看，全位置自动焊接技术对于大部分管径再600毫米以上以及管壁厚度再10毫米以上的长输管道焊接工作来说，能够节约更多的人工成本，其焊接效率以及经济效益的优势体现的也会更加明显。
        比如，在采用全位置自动焊接技术对长输管道进行焊接的过程中，首先需要强化对长输管道的管材、管端口的直径、管道的壁厚以及椭圆度的偏差等数据进行全面掌握与控制；在结合以上数据信息的基础上需要选择合适的坡口形式，一般来说，全位置自动焊接技术会在一定程度上受到焊枪摆动浮动的限制，工程人员需要采用U形坡口或者复合型的坡口进行焊接。在焊接过程中还需要根据不同坡口的宽度变化及时对焊枪的摆动幅度和摆动速度进行调整。其中当错边量较大的时候，需要将焊枪的摆动角度调整到倾斜状态，从而确保错边量较大的一侧能够熔透，保证最终的焊接效果。
        总结
        自动焊技术的推广与使用不仅仅标志着焊接领域将迎来更高的焊接效率和更加优质的焊接质量，而且还大大改善了焊接行业的生产劳动条件。
        参考文献
        [1]翁磊.长输管道全位置自动焊技术应用[J]，中国高新技术企业2017.02.
        [2]张维.国际先进自动焊接工艺与设备及发展[J]，科级致富向导，2017.
        [3]刘成玉.长输管道焊接方法的选择与应用[J]，电焊机，2018.11