窄間隙焊機(jī)，窄間隙TIG焊機(jī)，全位置窄間隙管道焊機(jī)，北京秦氏管道科技有限公司專業(yè)生產(chǎn)銷售窄間隙管道焊機(jī)15201133137 北京秦氏管道科技有限公司www.guandaohanji.com 主要生產(chǎn)經(jīng)營全位置管道自動焊機(jī),包括：熱力管道焊機(jī)，供水管道焊機(jī)，石油管道自動焊機(jī),全自動天然氣管道焊機(jī),化工管道焊機(jī), 我公司為實(shí)現(xiàn)野外管道焊接的效率、質(zhì)量，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，針對于長輸管道的焊接而設(shè)計(jì)的管道對接自動焊機(jī)。 長輸管道是現(xiàn)代物業(yè)輸送的重要手段，管道焊接時長輸管道鋪設(shè)的關(guān)鍵。我國的許多工程有長距離、大管徑、大壁厚等施工特點(diǎn)，單靠國內(nèi)內(nèi)的焊條電弧焊，工人的勞動強(qiáng)度大，生產(chǎn)效率低，施工進(jìn)程十分的緩慢。且我國的管道焊接工人短缺，人工工資較高 ，管道自動焊接已在我國開始應(yīng)用�？筛鶕�(jù)客戶的要求設(shè)計(jì)各種管道焊接設(shè)備和管道坡口設(shè)備、制造安裝。提供免費(fèi)培訓(xùn)技術(shù)咨詢、成套服務(wù)。我公司產(chǎn)品廣泛用于熱力管道、石油管道、石化管道、化工管道、城市水管管道、造船電力管道等.

目前國內(nèi)百萬千瓦級核電站采用M310型機(jī)組，每臺機(jī)組反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)為三環(huán)路布置，每條環(huán)路包括反應(yīng)堆壓力容器、蒸汽發(fā)生器、主泵三大主設(shè)備，通過反應(yīng)堆冷卻劑系統(tǒng)管道（簡稱主管道）將三大主設(shè)備連接起來，構(gòu)成高溫（設(shè)計(jì)溫度343℃）、高壓（設(shè)計(jì)壓力17.2MPa，abs）、帶放射性的反應(yīng)堆冷卻劑流動的環(huán)路。主管道現(xiàn)場焊接是整個核電廠建造的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到核電廠建造的質(zhì)量和進(jìn)度，國內(nèi)M310型核電機(jī)組主管道現(xiàn)場安裝采用了自主研發(fā)的窄間隙自動鎢極惰性氣體保護(hù)電弧焊（TIG）技術(shù)，相比以往的手工TIG打底加手工電弧焊填充的氬電聯(lián)合手工焊工藝，該技術(shù)可提高主管道現(xiàn)場安裝施工質(zhì)量、縮短施工周期。
1 主管道簡介
M310型機(jī)組每條環(huán)路的主管道由熱段、冷段和過渡段組成。單個環(huán)路主管道結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，圖中C1、C4、F1、F4、U1、U2、U4、U6為需在核電站工程現(xiàn)場安裝焊接的8道主管道焊口。8個現(xiàn)場焊口處外徑***小Φ832.5mm、***大Φ976mm，壁厚***小67mm、***大95.7mm。
主管道為鑄造奧氏體――鐵素體雙相不銹鋼Z3CN20-09M，三大主設(shè)備接管嘴材料為鍛造控氮奧氏體不銹鋼Z2CND18-12N。兩種材料的碳含量很低，具有良好的焊接性能。
2 窄間隙TIG自動焊工藝
窄間隙TIG自動焊工藝是一種高效、優(yōu)質(zhì)的先進(jìn)焊接方法。研究及應(yīng)用表明[1-3]：核電廠主管道現(xiàn)場焊接采用窄間隙TIG自動焊工藝是可行的，焊接質(zhì)量是可靠的，具有以往采用的氬電聯(lián)合手工焊工藝無法比擬的優(yōu)勢。
2.1 焊接設(shè)備
焊接設(shè)備選用加拿大利保帝（LIBUEDI）公司的全位置脈沖TIG自動焊機(jī)，該設(shè)備包括一個帶有數(shù)字化控制臺的焊接電源、一個管道焊接機(jī)頭和軌道、一個監(jiān)視系統(tǒng)，性能穩(wěn)定、操作簡單，可進(jìn)行焊接過程遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控和鎢極位置微調(diào)。
2.2 焊接坡口形式
主管道窄間隙坡口為V型和U型組合坡口，如圖2所示，坡口底部寬度約7mm左右，坡口單邊寬度≤10mm，該坡口形式有利于焊接時形成好的焊縫形狀。坡口鈍邊厚度2.5mm，組對要求為：焊縫根部間隙0mm～1mm（目標(biāo)值0mm），坡口內(nèi)錯邊量≤1.5mm。
2.3 焊接材料
根部焊道焊接材料為RCC-M規(guī)范[4]中ER316L不銹鋼實(shí)心焊絲，填充及蓋面焊道為ASME規(guī)范[5]中ER316LSi不銹鋼實(shí)心焊絲，焊絲化學(xué)成分見表1。高Si含量的ER316LSi焊絲具有較好的熔敷金屬潤濕性和流動性，有利于填充焊道側(cè)壁和層間充分熔合。
2.4 保護(hù)氣體
焊縫背面和熔池的保護(hù)采用純度不低于99.99%的氬氣進(jìn)行保護(hù)。相比國外采用氦氣+氬氣混合保護(hù)的焊接工藝，由于保護(hù)氣體為氬氣，適當(dāng)提高了焊接電流來增加熔深，以降低層間和側(cè)壁未熔合風(fēng)險(xiǎn)，同時通過提高焊接速度控制焊接熱輸入。
2.5 焊接工藝參數(shù)
2.6 無損檢測
在焊道熔敷15mm厚度左右和50%厚度左右進(jìn)行射線照相檢測，焊后進(jìn)行射線照相檢測、超聲波檢測和液體滲透檢測。通過射線檢測和超聲波檢測相結(jié)合，提高焊接未熔合缺陷的檢出率。
3 窄間隙自動焊工程應(yīng)用
3.1 應(yīng)用情況
相比氬電聯(lián)合手工焊，窄間隙TIG自動焊工藝較易出現(xiàn)側(cè)壁和層間未熔合缺陷，但自主研發(fā)的窄間隙TIG自動焊技術(shù)還是成功應(yīng)用于福清、方家山等核電站主管道的現(xiàn)場焊接[3，6]。
福清、方家山5臺機(jī)組共120道焊口組對間隙及內(nèi)錯邊量均滿足要求，合格率100%；工藝評定和焊接見證件性能試驗(yàn)自動焊接頭拉伸強(qiáng)度與手工焊接頭強(qiáng)度相當(dāng)，而且自動焊接頭熔敷金屬的沖擊韌性明顯好于手工焊接頭，特別是自動焊對熱影響區(qū)韌性的降低更是遠(yuǎn)小于手工焊的影響；5臺機(jī)組共120道焊口和10個焊接見證件均按要求進(jìn)行了無損檢測，檢測結(jié)果總體良好，特別是***先施焊的2臺機(jī)組焊縫無損檢測合格率100%；采用窄間隙自動焊技術(shù)，單道焊口焊接時間為10～15天，相比手工焊約30天/焊口，單道焊口焊接時間縮短將近一半。 3.2 焊接缺陷
福清、方家山5臺機(jī)組共120道焊口和10個焊接見證件無損檢測未發(fā)現(xiàn)焊接導(dǎo)致的咬邊、裂紋等缺陷，除6道焊口出現(xiàn)個別焊接未熔合及氣孔超標(biāo)，其余都滿足RCC-M規(guī)范[4]一級焊縫質(zhì)量要求，無損檢測結(jié)果總體良好。5臺機(jī)組主管道窄間隙TIG自動焊接頭未熔合和超標(biāo)氣孔缺陷情況見表3。
2.編號1和2的機(jī)組***先焊接，編號3、4、5的機(jī)組在編號1和2的機(jī)組焊接完成后才開始進(jìn)行焊接.
對表3中無損檢測結(jié)果進(jìn)一步分析，存在如下現(xiàn)象：
1）后焊機(jī)組焊接缺陷比先焊機(jī)組焊接缺陷多。根據(jù)表3***先焊接的編號1和2兩臺機(jī)組共48道焊口無損檢測未發(fā)現(xiàn)不滿足設(shè)計(jì)要求的焊接缺陷，焊縫質(zhì)量良好；在編號1和2兩臺機(jī)組焊接完成后進(jìn)行的其它機(jī)組主管道的焊接，都出現(xiàn)了不滿足設(shè)計(jì)要求的焊接缺陷。
2）采用自動焊工藝返修處易出現(xiàn)缺陷。在編號5的機(jī)組主管道焊接過程中，1U4和1U6焊口缺陷去除后采用窄間隙自動焊返修時再次出現(xiàn)不滿足設(shè)計(jì)要求的焊接缺陷。
4 焊接缺陷原因分析及反饋 　　4.1 后焊機(jī)組焊接缺陷較多
在焊接缺陷出現(xiàn)后，經(jīng)過詢問焊接操作工、調(diào)閱焊接記錄及焊接視頻、檢查焊接設(shè)備，缺陷主要由以下原因造成：
1）焊道表面與坡口側(cè)壁邊緣熔合區(qū)存在輕微的高低不均勻現(xiàn)象，在進(jìn)行下一道焊接時，焊接操作工未對輕微不平處修整清理，導(dǎo)致后續(xù)焊道焊接時該處焊縫熔合不良。
2）焊接時焊絲出現(xiàn)輕微抖動等異常后未及時停止焊接，導(dǎo)致后續(xù)焊接出現(xiàn)熔合不良。
3）焊機(jī)軌道接頭處些微不平整、導(dǎo)絲嘴孔徑磨損增大等設(shè)備異常導(dǎo)致焊縫熔合不良。
4）出現(xiàn)焊絲尖偏離、鐵水前涌等異常時，焊接操作工視頻監(jiān)控時觀察重點(diǎn)為焊縫表面成型及側(cè)壁熔合情況，未關(guān)注焊縫中心熔合情況，沒有及時進(jìn)行焊接過程中的微調(diào)，導(dǎo)致焊縫中心未熔合。
由于主管道窄間隙TIG自動焊技術(shù)是國內(nèi)核電工程首次應(yīng)用，結(jié)合上述缺陷原因分析，出現(xiàn)后焊機(jī)組焊縫缺陷比先焊機(jī)組缺陷多的現(xiàn)象：一是先焊接的機(jī)組因?yàn)槭钦�間隙TIG自動焊的首次應(yīng)用，技術(shù)人員及焊接操作工等各方人員高度重視，嚴(yán)格按相關(guān)操作規(guī)程執(zhí)行，在前兩臺機(jī)組焊接零缺陷后，其它機(jī)組焊接時人員思想上出現(xiàn)松懈，焊接參數(shù)及鎢極位置微調(diào)不及時，道間焊縫成形觀察、修整不到位，都易導(dǎo)致出現(xiàn)焊縫缺陷；二是首次應(yīng)用，自動焊工程經(jīng)驗(yàn)不足，對自動焊機(jī)保養(yǎng)、易損件磨損情況及其對焊接操作的影響把握不到位，導(dǎo)致出現(xiàn)焊縫缺陷。
4.2 采用自動焊工藝返修處易出現(xiàn)缺陷
查閱焊接記錄，自動焊返修處焊道寬度基本靠近工藝覆蓋下限，且焊接缺陷人工打磨去除，打磨后坡口面不如機(jī)加平整，再根據(jù)焊接視頻中熔池流動情況，分析認(rèn)為自動焊工藝返修處易出現(xiàn)缺陷主要是打磨去除缺陷過程中因顧忌傷及母材，影響窄間隙焊道坡口狀況，缺陷打磨后的焊道很窄，且打磨坡口面的修整不夠，導(dǎo)致返修過程中出現(xiàn)氣孔、側(cè)壁未熔合等新缺陷。
4.3 反饋
無損檢測結(jié)果表明，主管道窄間隙TIG自動焊技術(shù)能有效降低焊接未熔合風(fēng)險(xiǎn)，所進(jìn)行的無損檢測也能有效發(fā)現(xiàn)焊接未熔合缺陷，確保主管道焊接質(zhì)量。但后焊的幾臺機(jī)組出現(xiàn)的缺陷處理情況表明：
1）窄間隙TIG自動焊對坡口狀況要求極高，焊道間目視檢查應(yīng)觀察到位，對成形不好的焊道應(yīng)及時修整；
2）窄間隙TIG自動焊對焊接操作工要求極高，焊接過程中要觀察到位，應(yīng)能根據(jù)異常情況及時對鎢極位置和送絲進(jìn)行微調(diào)；
3）進(jìn)一步把握自動焊接設(shè)備保養(yǎng)要點(diǎn)，對焊機(jī)易磨損也應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控，及時更換。
5 結(jié)論
1）主管道現(xiàn)場焊接采用窄間隙TIG自動焊焊接過程穩(wěn)定，焊縫質(zhì)量高，接頭性能特別是沖擊韌性優(yōu)于手工焊接頭，且相比以往的氬電聯(lián)合手工焊工藝有效縮短焊接工期，窄間隙TIG自動焊技術(shù)在核電站主管道現(xiàn)場焊接的工程應(yīng)用是成功的。
2）無損檢測結(jié)果表明主管道窄間隙TIG自動焊技術(shù)對坡口形狀、焊接設(shè)備狀況及焊接操作工要求極高，由于窄間隙自動焊技術(shù)是國內(nèi)核電工程首次應(yīng)用，需加強(qiáng)反饋、積累經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步提高焊縫質(zhì)量。
1.適用管徑：DN130—3米直徑
2.適用壁厚：5-12MM  ;5-40MM
3.適用材質(zhì)：碳鋼、合金鋼、低溫鋼等
4.適用焊縫：各種管段焊縫，如管子-管子焊縫、管子-彎頭焊縫、管子-法蘭焊縫、法蘭-法蘭焊縫、法蘭-彎頭焊縫等
5.自動焊機(jī)控制盒
6.無線控制盒調(diào)節(jié)按鍵式
7.
8.電流電壓按鍵調(diào)節(jié)
9.無線控制20米范圍內(nèi)
10.焊接方式：CO2氣體保護(hù)焊
11.防風(fēng)要求風(fēng)速小于1.5m/s
12.坡口加工要求V雙V形等坡口
13.活動焊口可實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成型打底、填充、蓋面等焊接   
14.固定口可實(shí)現(xiàn)填充焊和蓋面焊
15.焊機(jī)電源標(biāo)準(zhǔn)配置肯比2530
16.還可以根據(jù)客戶需要配置不同焊機(jī)電源
17.焊接小車

18.焊接小車重量12公斤
19.焊接電源到焊接小車線長4米   YX-150B焊接電源到焊接小車線長5米
20.焊接小車行走速度0-99數(shù)字顯示可調(diào)
21.擺動寬度0-30MM可調(diào)
22.擺動系統(tǒng)左右移動0-80MM
23.擺動速度可調(diào)
24.擺動寬度可調(diào)
25.左右定時可調(diào)
26.焊槍上升下降行程30MM
27.自動焊控制系統(tǒng)

28.裝載焊絲重量20公斤
29.焊絲直徑1.0-1.2mm
30.操作簡單、焊接速度快是手工焊的三倍、比軌道式全位置自動焊機(jī)快三分之一   
31.標(biāo)準(zhǔn)配置一套YX-150A管道全位置自動焊機(jī)其中包括芬蘭肯倍2530焊接電源總重量35公斤，適用范圍12mm以下壁厚、12mm以上配150B芬蘭肯倍500A焊接電源


32.
管道全位置自動焊機(jī)（MIG焊）
型號規(guī)格：SX-500
適用范圍：較適用于150mm直徑以上管道、填充焊和蓋面焊
自動程度：自動化程度較高（焊前輸入平焊位置的焊接工藝參數(shù)，焊接時進(jìn)行實(shí)時調(diào)整）
坡口要求：要求不高，（如配自動打底焊對坡口和焊縫間隙有一定要求）
焊接效率：較高（250-300寸徑/天）
可操作性：好/較好（要經(jīng)過一定時間的培訓(xùn)才能學(xué)會焊接）
表面成型：較好（焊接小車始終沿管道旋轉(zhuǎn)、全位置焊接）
焊接合格率：96%以上（掌握技巧后可做到基本不返口）
驅(qū)動可靠性：極好（采用高強(qiáng)磁輪）耐200度高溫
適用管徑：DN150以上   適用壁厚：5-12MM 適用材質(zhì)：碳鋼、合金鋼、低溫鋼等
小車尺寸：230x130x170  焊接小車旋轉(zhuǎn)空間：280mm     機(jī)頭功率：120W  行走速度：0-2.5m/h
擺動幅度：2.5-30mm   擺動速度：0-42mm/S      停留時間：0-2s   機(jī)頭重量：12kg
焊槍高度：0-30mm     焊槍角度：0-60度           裝載焊絲：20kg


目前，管道焊接常用的方法有焊條電弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、鎢極氣體保護(hù)焊( GTAW)、熔化極氣體保護(hù)焊(GMAW)、藥芯焊絲電弧焊(FCAW)和下向焊等幾種。

(1)焊條電弧焊的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單、輕便、操作靈活，可以適用于維修及裝配中的短縫的焊接，特別是可以適用干難以達(dá)到的部位的焊接。缺點(diǎn)就是對焊工操作技術(shù)要求高，焊工培訓(xùn)費(fèi)用大，勞動條件差，生產(chǎn)效率低，不適于特殊金屬及薄板的焊接。焊條電弧焊配用相應(yīng)的焊條可適用于大多數(shù)工業(yè)用碳鋼、不銹鋼、鑄鐵、銅、鋁、鎳及其合金的焊接。

(2)埋弧焊可以采用較大的電流，在電弧熱的作用下，一部分焊劑熔化成熔渣并與液態(tài)金屬發(fā)生液態(tài)冶金反應(yīng)。另一部分熔渣浮在金屬熔池的表面，一方面可以保護(hù)焊縫金屬，防止空氣的污染，并與熔化金屬產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)，改善焊縫金屬的成分及性能;另一方面還可以使焊縫金屬緩慢冷卻，防止裂紋、氣孔等缺陷的產(chǎn)生。與焊條電弧焊相比，其***大的優(yōu)點(diǎn)就是焊縫質(zhì)量高，焊接速度快，勞動條件好。因此，它特別適用于大型工件的直縫及環(huán)縫的焊接，而且多采用機(jī)械化焊接。缺點(diǎn)是一般只適用于平縫和角縫的焊接，其他位置的焊接則需要用特殊裝置以保證焊劑對焊縫區(qū)的覆蓋和防止熔池金屬的漏消;焊接時不能直接觀察電弧與坡口的相對佗置，需要采用焊縫自動跟蹤系統(tǒng)來保證焊炬對準(zhǔn)焊縫不焊偏;使用電流較大，電弧的電場強(qiáng)度較高，電流小于100A時，電弧穩(wěn)定性較差，不適宜焊接厚度小于1mm的薄件。埋弧焊已廣泛用于碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼和不銹鋼的焊接。由于熔渣可以降低焊接接頭的冷卻速度，故某些高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼和高碳鋼也可以采用埋弧焊進(jìn)行焊接。

(3)鎢極氣體保護(hù)焊由于能很好的控制熱輸入，所以它足連接薄板金屬和打底焊的一種極好方法。這種方法幾乎可以用于所有金屬的焊接，尤其適用干焊接鋁、鎂這些能形成難熔氧化物的金屬以及象鈦、锫這些活潑金屬：這種焊接方法的焊接質(zhì)量高，但與其他電弧焊相比，其焊接速度較慢、生產(chǎn)成本高、受周圍氣流的影響較大，不適于室外操作。

(4)熔化極氣體保護(hù)焊通常使用的氣體有氬氣、氦氣、二氧化碳或這些氣體的混合氣。以氬氣、氮?dú)鉃楸Ｗo(hù)氣時稱為熔化極惰性氣體保護(hù)焊(在國際上簡稱為MIG焊);以惰性氣體與氧化性氣體(O2、CO2)的混合氣時，或以C02和C02+02的混合氣為保護(hù)氣時，統(tǒng)稱為熔化極活性氣體保護(hù)焊(在國際上簡稱為MAG焊)。熔化極氣體保護(hù)焊主要優(yōu)點(diǎn)是可以方便地進(jìn)行各種位置的焊接，同時也具有焊接速度較快、熔敷率較高等優(yōu)點(diǎn)。熔化極活性氣體保護(hù)焊可以適用于大部分豐要金屬的焊接，包括碳鋼、合金鋼。熔化極惰性氣體保護(hù)焊適用于不銹鋼、鋁、鎂、銅、鈦、鋯及鎳合金。利用這種方法可以進(jìn)行電弧點(diǎn)焊。

(5)藥芯焊絲電弧焊可以認(rèn)為是熔化極氣體保護(hù)焊的一種類型。其所使用的焊絲是藥芯焊絲，焊絲的芯部裝有各種組成成分的藥粉。焊接時外加保護(hù)氣體，主要是CO2氣體，藥粉受熱分解或熔化，起著造氣和造渣保護(hù)熔池、滲合金及穩(wěn)弧等作用。藥芯焊絲電弧焊不另外加保護(hù)氣體時，叫做自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊。它是以藥粉分解產(chǎn)生的氣體作保護(hù)氣體，這種焊接方法的焊絲干伸長度變化不會影響保護(hù)效果，其變化范圍可較大。藥芯焊絲電弧焊有以下優(yōu)點(diǎn)：焊接工藝性能好，焊道成型美觀;熔敷速度快、生產(chǎn)率高，可以進(jìn)行連續(xù)地自動、半自動焊接;合金系統(tǒng)調(diào)整方便，可以通過金屬外皮和藥芯兩種途徑調(diào)節(jié)熔敷金屬的化學(xué)成分;能耗低;綜合成本低。缺點(diǎn)是制造設(shè)備復(fù)雜、制造工藝技術(shù)要求高、藥芯焊絲保管要求高和焊絲很容易受潮。藥芯焊絲電弧焊可以應(yīng)用于大多數(shù)黑色金屬各種厚度、各種接頭的焊接。

(6)下向焊是從國外引進(jìn)的一種適用于管道環(huán)縫焊接的工藝方法。它是指在管道焊縫的頂端引弧，向下焊接的一種工藝方法。下向焊具有生產(chǎn)效率高、焊接質(zhì)量好的優(yōu)點(diǎn)。

手工纖維素4.0mm焊條下向焊打底(全手工焊和手工焊)/STT半自動根焊打底+半自動自保護(hù)焊填充、蓋面焊。其特點(diǎn)是纖維素焊條下向焊打底具有良好的穿透力，能夠***大限度的保證根焊背面成形，使用方便;STT半自動根焊具有焊接效率高，質(zhì)量穩(wěn)定可靠;半自動自保護(hù)填充、蓋面焊，可以充分保證焊接質(zhì)量和焊接效率。

全手工焊和手工焊/STT半自動焊打底+半自動自保護(hù)焊、填蓋焊接區(qū)別如下：

對于全手工焊和手工焊，不僅焊接效率低，而且因?yàn)槭止ず负附咏宇^多，無法充分保證焊接預(yù)熱溫度和焊接層間溫度。而接頭是影響焊接無損檢測質(zhì)量的主要因素。因此，采用手工纖維索焊條下向焊打底+半自動自保護(hù)焊填蓋的焊接方法要好得多。

STT技術(shù)半自動保護(hù)焊接效率高，焊接質(zhì)量可靠，且層間清渣簡單，不易造成夾渣、內(nèi)咬邊等焊接缺陷;而且單層根焊的厚度可達(dá)4—5mm，能夠有效避免根焊開裂。

本文摘自：http://www.guandaohanji.com/religuandaohanji/2017022235.html

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