《全自动焊接工艺设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全自动焊接工艺设计（9页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、-管道全自动焊接工法*大港油田集团工程建立*公司近几年，长输管道市场明显地向着高压力、大口径、厚壁厚的趋势开展。目前中国石油行业大多数施工单位采用全自动焊接的方式从事长输管道施工。目前中国石油行业各施工单位都在管道焊接装备、施工能力等方面取得长足的进步，陆续装备了自动焊接机组，进入了大口径管道施工市场。近年来，成品油管线工程及各种天然气支线工程建立累计将有数万公里正在施工。在未来的几年里，石油天然气管输管道工程施工市场容量巨大，给大港油田集团工程建立公司带来了更大的商机，市场开展前景看好。通过近几年的研究，从室试验到现场实践，进展了全自动焊接设备优化配置及各项资源的优化配置，合理调整了工艺参数
2、，并针对不同地形地貌制定了适宜性的施工方案和施工组织方式，目前已形成了一套行之有效的施工工法大口径长输管道全自动焊接工法，并在全公司围推广应用，到达了预期的研究效果，取得了良好的经济效益和社会效益。一、工法特点1全自动焊接采用药心焊丝和气体保护，可以获得优良的焊接质量。该焊接工艺以其小电流、低电压、细直径实心焊丝、短路过渡为主要特点，下向焊时熔池体积小、可实现全焊接及抗锈低氢的在优势，特别适合于填充焊，盖面焊时Ar气体和CO2气体的保护作用使其焊缝外表成型规则、饱满，且与母材过渡圆滑。2全自动焊接合格率高，焊接参数调定之后，即可实现自动化作业，减少人为操作因素对焊接质量的影响，提高焊口一次合格
3、率。3全自动焊接参数调定后能进展连续性作业，提高了生产效率，与其他焊接方法比较，减少了频繁更换焊条、焊丝产生的材料浪费，降低施工本钱。同时全自动化焊接作业也降低了工人的劳动强度，但对工人的自身素质和操作能力有更高的要求。4全自动焊接工艺对管道组对坡口质量和坡口型式要求严格，需要配套的坡口整形机等设备。5全自动焊接的保护气体为Ar气体和CO2气体，因此与其他焊接方法比较，施工环境更为苛刻，现场施工时要求环境风速小于2m/s。二、适用围1本工法适用于管径DN700以上、壁厚11mm以上的油气长距离输送管道水平固定对接的全位置下向焊焊接施工。2本工法需要良好的工程施工环境，适于在地势平坦开阔的地段。
4、三、工艺原理管道全自动气体保护下向焊接工艺使用可熔化的焊丝与主要焊金属之间的电弧为热焊来溶化焊丝和钢管，在焊接时向焊接区域输送保护气体以隔离空气的有害作用，通过连续送丝完成焊接。管道全自动焊接其整个焊接过程是一个从平焊状态到立焊状态再到仰焊状态的平滑过度过程。管道全自动焊机的焊接速度、送丝速度、摆动宽度、摆动速度、焊接电压和焊接电流都要随着状态的变化而变化。圆周各点参数均由计算机程序自动控制完成，实现焊接工艺参数的连续变化。本工法采用STT半自动根焊+自动外焊机填充、盖面。根焊设备为林肯STT型焊接电源相匹配的送丝机，填充焊、盖面焊设备为PAW2000型自动外焊机。保护气体采用Ar气体和CO2
5、气体。四、施工工艺流程及操作要点一施工工艺流程是否管口清理坡口修整管口预热管口组对安装焊接轨道输入焊接参数 焊接外观检查手工焊返修是合格否无损探伤合格否手工焊返修焊接完毕否图1 工艺流程图二操作要点大港油田工程建立公司在西气东输陕京二线联络线工程第8标段中采用了全自动气体保护下向焊焊接方法，根据该工法在工程中的实际运用，概括总结出以下几点操作要点。1管口清理组装前使用专用清管工具去除管的所有杂物；使用棉纱和钢丝刷等工具将管口两端100mm围的尘土、油污、铁锈等清理干净，露出金属光泽，螺纹管端口焊缝处需把余高打磨平滑，严禁使用砂轮机打磨坡口以外的管材外表，然后由管工用对口器进展管口组对，用间隙板
6、定间隙。并检查管口是否存在压痕、裂纹等缺陷，如果发现要及时按要求修复，不符合要求的管子不得组装。2 管口修整与组对全自动焊接对坡口要求严格，必要时用坡口整形机对管口进展整形。管道全自动焊接收口组对尺寸如以下列图：22.50.502.0mm0.52.0mm1.60.4mm图2 管口组对管组对接头的坡口形式应为型，管道坡口角度应为22.50.5，钝边1.22.0mm，间隙2.03.0mm，组对错边量按10%管壁厚控制。对口采用对口器 (连头碰死口及其它不能使用时对口器时采用外对口器)施工时，应在根焊一遍后，方可卸除对口器。使用外对口器时，必须在焊口整个圆周上均匀分布46处定位焊，每一处定位焊长度不
7、应小于100mm，且在卸下外对口器前，定位焊的累计长度不得少于管周长的50%。两相邻管的螺旋焊缝在对口处应错开不小于100 mm的距离。3安装焊接轨道自动焊接小车行走在焊接轨道上，轨道与管道的同心度和与管口的平行度直接影响着焊接的质量，应采用专用工具安装轨道，轨道专用安装工具可以测量和调整轨道边缘与管道坡口之间的距离，调整轨道的松紧度。轨道安装专用工具的锤面硬度应稍低于焊接轨道的硬度，过硬易造成轨道的损伤。轨道安装后，应保证轨道与管道外表的距离小于3mm，轨道与管口端面的距离小于2mm。4输入焊接参数轨道安装完毕后，将焊机安装在轨道上，按焊接指导书的要求调整焊机的焊枪位置和角度。通过焊接参数输
8、入器，将焊接参数输入到计算机中。表1 根焊焊接工艺参数焊道焊材牌号直径(mm) 极性焊接电流(A)电压(V)送丝速度in./min焊接速度cm/min保护气体气体配比流量l/min根焊AWS A5.18 ER70S-*1.2DC峰值350420基值609016251201501625见备注2030注： DC表示焊丝接正。根焊电压为参考值，填充、盖面焊电流为参考值。 75-90Ar+25-10CO2表2 填充焊、盖面焊焊接工艺参数焊道焊接速度cm/min送丝速度m/min摆动速度cm/min边缘停留时间ms电压(V)保护气体CO2 (%)Ar(%)流量L/min填充20358.09.034044
9、0801401725152585751525盖面17277.08.83003601001601725152585751525注：极性为焊丝接正。填充、盖面焊电流为参考值气 管2.03.0mm自动焊接小车控制电缆气 管Ar气瓶CO2气瓶地线把线接220V电源PAW2000全自动焊机控制箱气体配比器遥控盒焊接电源+-焊接收道自动焊专用轨道图3管道全位置自动焊接系统示意图5焊接根据焊接工艺规程的要求，管线焊前需预热管口，预热温度100且小于150，预热宽度为坡口两侧不小于75mm的围，预热方法应保障在预热围温度均匀， 可用非接触式温度计在距管口50mm处测量，预热完毕温度高于但不超过规定温度50，预
10、热源撤离后12分钟后，开场焊接，以保证温度均匀。预热源为液化气，配备专用的中环型火焰加热器加热。火焰要远离防腐层，严禁用气焊和其它高温火源。6外观检查外观：宽度为坡口两侧外外表0.52.0mm；余高为02.0mm，局部不得大于3mm，余高大于2mm且小于3mm局部的长度不得大于50mm；焊缝外外表都不得低于母材外表，咬边深度不得大于0.5mm，咬边深度在0.30.5mm的单个长度不得超过30mm，累计长度不得大于焊缝周长的15%；接口错边量小于2mm。焊缝及附近外表上不得有裂纹、 未熔合、气孔、夹渣、凹陷、引弧痕迹、有害的焊瘤、夹具焊点、溶合性飞溅等，外观成形均匀一致。自检合格后，写焊工号(不
11、准打钢印) 做自检记录，如此流水作业进展组对焊接。7探伤检验焊完的焊缝先检查外观合格后再进展无损探伤。管道焊缝100%进展环向焊缝的*射线照相，执行?石油天然气钢质管道对接焊缝射线照相及质量分级?标准级为合格。将检测结果及时确认核实后，对不合格的焊口安排专人进展返修。8不合格焊口返修 组织专门返修小组对不合格焊缝进展返修，焊口返修采用手工焊接返修。二次返修不合格的焊口需割口重新焊接、拍片检查至合格。五、材料、设备及劳动力组织一工程材料该工法在西气东输陕京二线联络线工程第8标段运用时采用地工程材料有：1钢管钢管标准：API Spec 5LGB/T 9711.2 钢 级：*70L485直 径：10
12、16mm壁 厚：17.5mm其化学成分和机械性能见表3。表3 钢管的化学成分和机械性能表化学成分C Mn S P0.22 1.65 0.015 0.025 机械性能屈服强度(Mpa)抗拉强度(Mpa)伸长率483562162焊接材料表4 焊接材料表焊材焊材标准牌号焊材规格根焊焊丝AWS A5.18 ER70S锦泰JM581.2mm填充、盖面焊丝AWSA5.28 ER80S-G锦泰JM681.0mm3保护气体本工法用到的保护气体为Ar气体和CO2气体。其中Ar气体纯度：99.96，CO2气体纯度：99.5，CO2气体含水量：0.005。二机具设备本工法使用的主要机械设备见表5。表5 主要机械设备
13、表序号设备名称、型号数量备注1自行式移动电站DZ1004台野外行走功能2林肯半自动焊机STT2台打底根焊3PAW2000全自动焊机4台填充盖面4吊管机70T3台布管、对口5坡口整形机1台加工坡口6气动对口器1台组对焊口7清管器1台对口前清理管杂物8层间测温仪1台测试层间温度9热处理仪1台进展焊后热处理10温湿度仪1台测量环境温、湿度11风速仪1台测量环境风速12焊接检验尺KH45型2把焊缝外观检验三劳动力组织本工法人员组织见表6。表6 劳动力组织表序号工种数量备注1工程经理1对工程全面负责2工程副经理2协助工程经理工作2施工班长1负责现场施工3技术负责人2负责工程技术4平安负责人2负责工程平安5质量负责人1负责工程质量7测量工2测量定位8起重工3起重10管工10组对11电焊工10焊接12电工1施工用电13辅助工及其他人员10辅助施工六、质量控制1制定长输管道全自动焊接施工工程管理质量方针、目标。成立施工质量管理工程组，明确工程部岗位质量管理职责。2施工前，检查验收管子的长度、钢管厚度、防腐层厚度、防腐质量、管口质量直径、椭圆度、管口垂直度、管子直度等。对螺旋焊缝管，检查测量管口周长、直径，以使匹配对口，做到使两相邻管口直径误差1mm，周长误差4mm。对检查出的不合格的管子应标识隔离。3清理管口，采用专用清理工具将管口的坡口
