耐磨带 焊 丝敷焊技术及特点中海油田服务股份有限公司湛江基地胡建平摘 要 : 本 文 介 绍 了 耐 磨 带 焊 丝 堆 焊 的 原 理 、 设 备 及 关 键 技 术 总 结 了 耐 磨 带 焊 丝 堆 焊 的 主要 特 点 ， 提 出 增 加 送 丝 机 ， 组 成 既 可 送 粉 焊 接 又 可 送 丝 焊 接 的 两 用 设 备 前 言 ： 应 用 耐 磨 带 焊 丝 堆 焊 技 术 ， 采 用 具 有 较 小 的 摩 擦 因 数 ， 且 具 有 一 定 硬 度 (HRC60) 的 焊料 施 焊 钻 具 不 仅 降 低 钻 具 的 旋 转 阻 力 ， 增 大 钻 具 扭 矩 ， 延 长 钻 具 使 用 寿 命 ， 而 且 对 套 管也 具 有 明 显 的 保 护 作 用 1 耐 磨 带 焊 丝 堆 焊 的 工 作 原 理氩 气 通 过 电 磁 阀 和 转 子 流 量 计 进 入 喷 枪 ，在 喷 枪 钨 阴 极 与 水 冷 紫 铜 喷 嘴 之 间 借 助 高 频 引燃 非 弧 ， 在 阴 极 与 接 头 之 间 ， 借 助 非 弧 过 渡 引 燃 转 弧 耐 磨 带 焊 丝 堆 焊 是 利 用 氩 气 等 离 子 弧 产生 的 热 量 ， 在 钻 杆 接 头 表 面 形 成 熔 池 ， 借 助 刮 板 式 送 粉 器 将 合 金 粉 末 吹 入 电 弧 中 ， 在 弧 柱 中 被预 热 熔 化 ， 喷 射 到 熔 池 内 ,随 着 喷 枪 与 接 头 的 相 对 转 动 ， 合 金 熔 池 逐 渐 凝 固 ， 通 过 调 节 工 艺参 数 ， 可 在 接 头 上 获 得 需 要 的 耐 磨 带 。
目 前 常 用 钻 杆 耐 磨 带 品 牌品 牌 简 要 介 绍美 国 安 科 最 早 进 入 中 国 的 美 国 耐 磨 带 产 品 ， 有 100XT， 300XT， 150XT， 350XTTCS-Ti 美 国 国 民 油 田 公 司 针 对 钻 杆 磨 损 ， 研 发 的 一 种 耐 磨 带 材 料 ， 与 安 科 系 列 兼 容 北 京 佳 倍 德 国 产 钻 杆 耐 磨 带 中 ， 使 用 最 广 泛 的 一 种 材 料 ， 长 庆 油 田 ， 大 港 油 田 等 在 使 用 2 设 备 及 作 用耐 磨 带 焊 丝 堆 焊 设 备 主 要 包 括 非 弧 和 转 弧 电 源 、 高 频 发 生 器 、 等 离 子 喷 焊 机 、 喷 枪 和 电控 操 纵 柜 2. 1 非 弧 和 转 弧 电 源ZXG2250 型 和 ZXG2400 型 硅 整 流 弧 焊 机 ,经 过 降 压 、 整 流 ,输 出 直 流 电 ,分 别 作 为 非 弧和 转 弧 电 源 2. 2 高 频 发 生 器高 频 发 生 器 主 要 由 升 压 变 压 器 、 火 花 发 生 器 、 互 感 器 、 电 容 及 电 阻 等 组 成 。
高 频 发 生 器接 通 220 V 电 源 ， 升 压 变 压 器 将 50 Hz、 220 V 电 压 升 至 2 500 V ,在 升 压 过 程 中 ， 电 容 GC3充 电 ， GC3 两 端 电 压 逐 渐 升 高 ， 电 压 升 到 一 定 数 值 时 ， 火 花 发 生 器 之 间 的 空 气 被 击 穿 产 火 花 GC3 上 储 存 的 电 荷 开 始 通 过 火 花 隙 向 互 感 器 GF 的 初 级 线 圈 放 电 ， 电 容 两 端 电 压 下 降 ， 降 至近 于 零 时 ， 升 压 变 压 器 次 级 互 感 线 圈 对 GC3 反 向 充 电 ， 电 容 器 GC3 和 互 感 器 GF 初 级 线圈 组 成 的 充 放 电 回 路 ， 周 而 复 始 地 进 行 充 电 和 放 电 ， 在 回 路 中 产 生 3 000 Hz 的 振 荡 电 压 ，互 感 器 初 级 线 圈 的 振 荡 电 压 通 过 互 感 器 耦 合 到 次 级 线 圈 ， 并 通 过 匝 数 比 将 振 荡 电 压 提 升 ， 经旁 路 电 容 GC2 等 将 此 高 频 高 压 加 到 焊 枪 的 电 极 和 喷 嘴 之 间 ， 此 高 频 电 压 将 喷 枪 中 的 氩 气 击穿 电 离 为 等 离 子 ， 产 生 高 频 放 电 火 花 而 引 燃 非 弧 。
2. 3 耐 磨 带 焊 丝 堆 焊 设 备主 要 由 喷 焊 机 床 、 刮 板 式 送 粉 器 、 偏 心 轮 式 摆 动 器 及 喷 枪 等 组 成 喷 焊 机 床 使 工 件 按 设定 转 速 旋 转 ， 刮 板 式 送 粉 器 定 量 送 粉 ， 摆 动 器 可 以 控 制 喷 枪 摆 幅 ， 得 到 规 定 宽 度 的 耐 磨 带 ，喷 枪 集 水 、 电 、 气 和 粉 于 一 体 ， 实 现 喷 焊 作 业 2. 4 电 控 操 纵 柜电 控 操 纵 柜 主 要 由 气 路 单 元 、计 数 器 控 制 单 元 、可 编 程 控 制 器 单 元 和 参 数 调 节 单 元 组 成 送 粉 气 给 送 粉 通 道 一 定 压 力 ， 保 证 合 金 粉 末 畅 通 无 阻 地 送 到 喷 焊 熔 池 内 ； 离 子 气 通 过 气 管 线 进入 喷 枪 ， 在 间 隙 中 电 离 产 生 火 花 计 数 器 用 于 控 制 喷 焊 耐 磨 带 的 起 止 位 置 可 编 程 控 制 器 单 元是 程 控 系 统 的 核 心 ， 提 供 本 系 统 的 程 检 、 手 动 和 自 动 控 制 程 序 。
参 数 调 节 单 元 可 对 影 响 耐 磨 带质 量 的 参 数 进 行 调 节 3 敷 焊 耐 磨 带 的 关 键 技 术3. 1 接 口耐 磨 带 接 口 可 通 过 调 节 计 数 器 数 值 和 转 弧 电 流 衰 减 旋 纽 进 行 控 制 ,耐 磨 带 接 口 既 不 能 存在 间 隙 ， 也 不 能 重 焊 太 多 转 弧 衰 减 电 流 调 试 成 功 后 ， 计 数 器 数 值 调 到 比 1430 大 515 ,可 得到 光 滑 平 整 的 接 口 3. 2 宽 度耐 磨 带 宽 度 利 用 摆 动 机 构 控 制 通 过 调 节 摆 动 器 滑 块 在 偏 心 轮 上 的 偏 心 距 来 改 变 摆 幅 ，来 符 合 要 求 的 焊 缝 ， 对 于 ＜ 127mm 钻 杆 ， 摆 幅 调 为 30~40mm3. 3 厚 度耐 磨 带 厚 度 的 控 制 是 通 过 调 节 送 粉 电 压 和 转 动 电 压 提 高 刮 板 式 送 粉 器 电 机 的 电 枢 电压 ， 增 加 送 粉 量 ， 耐 磨 带 厚 度 增 大 ,反 之 厚 度 减 小 转 动 电 压 升 高 ， 卡 盘 转 速 加 快 ， 可 使 耐 磨带 厚 度 减 小 ， 反 之 厚 度 增 大 。
对 于 ＜ 127mm 钻 杆 ， 转 动 电 压 调 为 15V， 送 粉 电 压 调 为 20V， 可 将耐 磨 带 厚 度 控 制 在 2~3mm4 总 结1) 等 离 子 弧 喷 焊 的 弧 柱 稳 定 ， 热 量 集 中 ， 热 能 利 用 率 高 可 控 性 好 ， 能 控 制 热 量 过 渡 ， 冲淡 率 低 接 近 单 丝 自 动 焊 ， 熔 敷 率 高 2) 选 用 NBC 直 流 半 自 动 气 保 弧 焊 机 ， 利 用 送 粉 设 备 具 有 的 摆 频 、 摆 幅 、 旋 转 及 自 动 控 制 功能 ， 增 加 送 丝 机 ， 可 实 现 送 丝 焊 的 自 动 化 控 制 ， 组 成 既 能 送 粉 焊 接 又 能 送 丝 焊 接 的 两 用 设 备 。