文档介绍：大口径、厚壁管道的全自动焊接
 
 

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,、、,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,。
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%CO
2。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。,V型坡口的上口宽度约为22mm,此宽度已接近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/、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频