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全位置管道自动焊接技术在施工中的应用

发表时间：2020/12/29 来源：《基层建设》2020年第24期作者：许保勇

[导读] 内容提要：管道全位置自动焊接技术的介绍和应用。

        中国化学工程第十六建设有限公司湖北省宜昌市 443000
        内容提要：管道全位置自动焊接技术的介绍和应用。
        关键词：管道全位置焊接效率质量
        随着建筑安装施工领域各项新技术、新工艺的不断推行，全位置管道自动焊技术也在不断地创新、发展、完善中。
        在当今大型工艺管道施工焊接中，逐渐从手工焊接向全自动焊接发展，已成为焊接施工方向的大势所趋。管道全位置自动焊接就是指在管道相对固定的情况下，焊接小车带动焊枪围绕管壁运动，从而实现自动焊接。与传统的手工焊相比较，有着焊接效率高、焊接质量好、焊缝成型美观、劳动强度低、消耗材料少等诸多优势，被业内推崇认可，得到了大力推广和使用。
        一、全位置管道自动焊机工作原理
        全位置自动焊接装置由焊接小车、送丝机构、自动控制系统（主机）等部分组成。焊接小车具有体积小、重量轻、操作方便等特点。它的核心部分是行走机构和焊枪摆动调节机构；行走机构由电机和齿轮传动机构组成；焊枪摆动调节机构具有焊枪相对焊缝左右摆动、左右端停留、上下左右姿态可控、焊枪角度可以调节的功能。焊接小车的上述各个部分，均由计算机实现可编程的自动控制，程序启动后，焊接小车各个部分按照程序的逻辑顺序协调动作。在需要时也可由人工干预焊接过程，而此时程序可根据干预量自动调整焊接参数并执行。
        二、全位置管道自动焊接的效益优势
        对于大管径厚壁管道（以ø900*42mm为例），传统手工焊的焊接的速度，一般一名手工电弧焊工需要16至20小时才能完成一道焊口，而使用全位置管道自动焊接只需6至8小时就可完成，且不需多次预热和后热，速度大大提高的同时，也大大减少的人员的劳动强度，很大程度上提高了生产的效率，而且采用管道全自动焊接的合格一般为98%左右，这就说明不仅效率提高了，焊接质量也有了很大的提高。手工电弧焊焊接大口径管道时，一般为两名焊工同时工作，容易受到电弧光的照射。全位置自动焊机的移动方便，生产效率高，焊接质量高，工作的旋转空间大等特点，适合于各种不同的工作环境下的作业。
        就成本比较而言，全位置管道自动焊接与手工电弧焊成本消耗主要体现在：焊接材料（焊丝、焊条、保护气体等）、人工工资、辅助工序等方面（如在焊接大壁厚大直径合金管道时，因焊接时间长，过程中就需要进行多次预热、后热等复杂程序，而全位置管道自动焊接大大缩短了焊接时间的同时，也减少了预热和后热次数）。下面就Q245R材质，规格为ø900*42mm的管对接，U型坡口的焊道做个比较（数据来自施工现场）：

        三、全位置管道自动焊接的质量优势
        全位置管道自动焊接与手工电弧焊的焊接质量方面比较，手工电弧焊最常见的焊接缺陷就是气孔和夹渣，而这两个缺陷在全位置管道自动焊上明显少于手工电弧焊，只要保护气体没有问题；全位置管道自动焊接时基本不会出现气孔，实心焊丝在焊接时也不会出现夹渣。再一个就是手工电弧焊的盖面外观成型不规则，盖面焊肉高低、宽窄很难保证一致，而全位置管道自动焊接只要焊接工艺参数设置好，盖面焊肉的高低、宽窄基本能做到一致的水平。
        在今年下半年几个月的时间里，公司管道焊接队已完成的焊口总体质量来看，合格率达到了98%以上，得到了甲方及监理方的高度认可，为我公司在自动焊接技术领域填补了一项空白，并积累了大量的现场施工经验。
        四、全位置管道自动焊接工艺
        全位置管道自动焊接可采用实芯或药芯焊丝加气体保护的焊接工艺，焊接厚壁管道基本都是多遍成型，焊前对焊口的处理基本与其他焊接方法的清理一致，只是自动焊焊前需要将焊接工艺参数（如电流、电压、小车行走速度、摆速、送丝速度、左右停留时间）预设于焊机程序中，在焊接过程中焊工仅需根据焊道熔池变化情况随时对预设参数进行调节，以得到合格的焊缝。焊接过程可分为打底、填充、盖面三个阶段，实心焊丝焊接基本无须对焊缝表面进行清理可直接进行下一道工序，如出现氧化皮可用钢丝刷清理，不需要清渣处理可节约大量的工作时间。保护气体一般为纯二氧化碳气体、二氧化碳和氩气或二氧化碳和氧气的混合气体。二氧化碳和氩气的混合气体可以使得焊接时的电弧燃烧稳定、飞溅较小，但价格较高增加了成本，从经济方面考虑，在焊接碳钢管道时，最好尽量使用纯二氧化碳作为保护气体，也可得到高质量的焊缝，当然在焊缝要求较高时或不考虑成本的前提下使用二氧化碳和氩气作为保护气体更为理想。
        在可焊接材料方面，我们已成熟掌握其焊接工艺的材料主要有碳钢、合金钢、不锈钢的全位置管道自动焊接，在全位置管道自动焊机进入现场施工前，严格地对焊工进行必要的自动焊焊接技术培训指导，使其了解全位置管道自动焊机的工作特性、原理，掌握其焊接要领，就能够焊接出高质量的合格产品。
        五、全位置管道自动焊接中易出现的缺陷及解决方法
        在焊接过程中最易出现的是仰焊位置的反接头，反接头很容易接不上，即未熔合的焊接缺陷，或接上头了却出现了焊溜，解决办法为：仰焊位置开始接头前对接头位置进行打磨，并调大焊接起弧电流；对于出现气孔的问题，解决方法为：焊前对焊口表面的油、锈等污渍进行彻底清理，如果焊前已清理干净焊口，首先检查保护气体是否出了问题，气体无问题就是保护效果不好，需要增大保护气体流量，因自动焊施工基本是在室外进行的，所以相应要做好焊口的防风设施。在焊接过程中随时观察焊缝熔池变化，根据熔池的变化调整焊接参数。
        结束语
        面对国际、国内化工行业项目施工日趋激烈的市场竞争，要想在管道焊接市场中占据一席之地，必须要降低成本、缩短工期、提高施工装备和技术水平，才能够具有在国内市场的竞争力。因此，在公司大力推行管道全位置自动焊接对提高我公司的管道施工水平具有十分重要的现实意义。
        参考文献：
        【1】张燕娜;石凯;刘彦明;张啊妮;;现场连续油管对接全位置自动焊技术探讨[J];热加工工艺;2010年07期
        【2】陈朋超,闫政,梁君直;PAW2000管道全位置自动焊机的研制与应用[J];油气储运;2002年11期