陶清安（襄陽(yáng)航生石化環(huán)保設(shè)備有限公司， 湖北 襄陽(yáng) 441000）

埋弧焊管高速焊接工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)應(yīng)用解析

陶清安（襄陽(yáng)航生石化環(huán)保設(shè)備有限公司， 湖北 襄陽(yáng) 441000）

隨著科學(xué)技術(shù)在近些年來(lái)的迅猛發(fā)展，各大埋弧焊管的生產(chǎn)廠家要想最大限度的保障自身的經(jīng)濟(jì)效益就必須使焊縫質(zhì)量達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。為了做到這一點(diǎn)，有關(guān)研究者對(duì)埋弧焊管設(shè)計(jì)出了在各種不同焊接速度下的焊接工藝參數(shù)，通過(guò)埋弧焊管在不同焊接速度下的焊縫性能及生產(chǎn)效率進(jìn)行對(duì)比之后發(fā)現(xiàn)高速焊接工藝設(shè)計(jì)方法和所確定的參數(shù)的科學(xué)依據(jù)是完全充分而且合理的。數(shù)據(jù)表明，如果一切正常的話，提速后焊管質(zhì)量穩(wěn)定而且可增產(chǎn)百分之二十甚至更高。鑒于此，本文將分別從埋弧焊管高速焊接工藝的合理設(shè)計(jì)與具體生產(chǎn)應(yīng)用進(jìn)行探討，希望能夠?yàn)橥刑峁┮恍┙梃b和參考。

埋弧焊管；高速焊接；質(zhì)量；生產(chǎn)效率

眾所周知，自從改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)油氣產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度非?？?，油氣需求隨著時(shí)間的推移增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)越來(lái)越明顯。目前，中國(guó)在建和將要建的天然氣管線，不僅僅包括大家都熟知的西氣東輸，還有中緬、中亞、川氣東送等一系列干線管道工程。據(jù)相關(guān)研究者推斷，如果不出以外的話預(yù)計(jì)到本世紀(jì)二十年代，將形成全國(guó)范圍內(nèi)的天然氣基干管道網(wǎng)絡(luò)。

1 焊接速度如何影響焊接質(zhì)量

通常情況下，埋弧焊接工藝中最重要的三個(gè)參數(shù)當(dāng)屬焊接電流、電弧電壓和焊接速度。通過(guò)以往大量的實(shí)踐結(jié)果表明，焊接速度越快，很多時(shí)候會(huì)引起熔池溫度降低，這樣一來(lái)很容易改變焊縫的力學(xué)性能，最終導(dǎo)致質(zhì)量問(wèn)題的發(fā)生。值得大家注意的是，如果提高焊接速度會(huì)在很大程度上直接受到生產(chǎn)線設(shè)備的質(zhì)量高低和焊接工藝設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的限制。事實(shí)證明，生產(chǎn)設(shè)備比方說(shuō)我們較為常見(jiàn)的焊機(jī)、成型機(jī)等都有可能會(huì)在不同的時(shí)刻放慢焊接速度。就目前而言，為了最大限度的提高焊接速度，最好的辦法就是引進(jìn)國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的設(shè)備（當(dāng)前我國(guó)的技術(shù)水平相對(duì)而言還比較落后）或想方設(shè)法提高現(xiàn)有設(shè)備的自動(dòng)化程度?？偟膩?lái)說(shuō)，提高焊接速度是焊劑、焊絲、電壓等綜合協(xié)調(diào)的綜合反應(yīng)。就這一點(diǎn)來(lái)看，相關(guān)工作人員首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際需要確定合適的焊接材料，然后根據(jù)提升后的焊接速度合理選擇焊接電流和電弧電壓，通過(guò)這種方式來(lái)決定焊接接頭熱輸入量以及線能量。需要提醒的是，需要多大的熱輸入量應(yīng)以滿足焊接接頭的性能作為衡量標(biāo)準(zhǔn)。在確定焊絲熔敷量的過(guò)程中，尤其要注意焊縫與母材平滑過(guò)渡及余高要求，而內(nèi)外焊縫的重熔量可以在很大程度上直接決定內(nèi)外焊縫的熔透量。因此，相關(guān)工作人員必須同時(shí)兼顧焊接接頭、絲熔敷量以及熱輸入量來(lái)確定不同焊接速度下的焊接工藝參數(shù)，并且與生產(chǎn)線設(shè)備能力相配套而并非單獨(dú)存在，就能夠很好的提高埋弧焊管的使用效率。

2 合理設(shè)計(jì)埋弧焊管高速焊接工藝

總的來(lái)說(shuō)，在具體的油氣輸送過(guò)程中用埋弧焊管對(duì)焊接質(zhì)量的要求主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：①平滑過(guò)渡焊縫與母材，焊縫余高介于零點(diǎn)五至二點(diǎn)五毫米之間；②內(nèi)外焊縫重熔量介于一點(diǎn)五至三毫米之間；③焊接接頭在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中需要在嚴(yán)格遵循相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上適當(dāng)增加富裕量。為了最終更好的讓焊接接頭發(fā)揮出最大功效。下面我們對(duì)X70以及X80鋼板進(jìn)行了一系列試驗(yàn)研究來(lái)加以說(shuō)明。通過(guò)最終的結(jié)果表明，所設(shè)計(jì)的單位壁厚焊接熱輸入量在100～280J/mm范圍內(nèi)呈現(xiàn)等差形態(tài)分布態(tài)勢(shì)。除此之外，隨著熱輸入量的遞增，焊縫金相組織中先共析鐵素體也會(huì)隨之出現(xiàn)一定程度的增加。其中熱影響區(qū)增加的程度最大。

3 埋弧焊管高速焊接工藝的實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用

總的來(lái)說(shuō)，需要從以下幾點(diǎn)進(jìn)行努力。

（1）合理設(shè)計(jì)工藝參數(shù) 上面已經(jīng)很清楚的講到，工藝參數(shù)在提高埋弧焊管中所起到的重要作用。下面我們以直徑為813mm×14.2mm規(guī)格的X70M螺旋埋弧焊管的實(shí)際生產(chǎn)為實(shí)踐案例進(jìn)行具體說(shuō)明。通過(guò)大量的實(shí)踐結(jié)果表明，這種規(guī)格的X70M螺旋埋弧焊管通常情況下會(huì)采用兩種焊接速度進(jìn)行生產(chǎn)。生產(chǎn)初期焊接速度為1600mm/min。

其后在不改變焊接材料及焊接坡口尺寸的前提下分別按焊接速度2000毫米每分鐘與2200mm每分鐘這兩種情況對(duì)所列焊接工藝參數(shù)進(jìn)行試生產(chǎn)。值得大家注意的是，為盡可能的避免內(nèi)外焊縫馬鞍形超標(biāo)（提高焊接速度后），相關(guān)工作人員必須根據(jù)實(shí)際需要適當(dāng)調(diào)小內(nèi)焊點(diǎn)偏心距。通過(guò)質(zhì)量結(jié)果檢測(cè)報(bào)告顯示，提升焊接速度之后鋼管焊縫外觀質(zhì)量以及無(wú)損檢測(cè)結(jié)果均為良好，提升焊接速度前后所生產(chǎn)鋼管焊接接頭的力學(xué)性能表現(xiàn)得均十分穩(wěn)定，能夠很好的滿足生產(chǎn)需要。

（2）對(duì)比生產(chǎn)效率 在批量生產(chǎn)過(guò)程中先后按1600mm/min的速度以及2000mm/min的速度生產(chǎn)直徑為813mm×14.2mm規(guī)格的X70M螺旋埋弧焊管。事實(shí)證明，在無(wú)設(shè)備故障及異常情況造成停車的基礎(chǔ)上提速后單班最高產(chǎn)量比提速前增加將近百分之二十甚至更多，并且提速后鋼管檢驗(yàn)一次通過(guò)率比起之前有了較為顯著的提升。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步，在設(shè)計(jì)設(shè)埋弧焊管高速焊接工藝以及實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用過(guò)程方面已經(jīng)取得十分明顯的進(jìn)步。通過(guò)上述的數(shù)據(jù)已經(jīng)得到充分的證明，通過(guò)這種方式生產(chǎn)效率得到了提升，同時(shí)焊接質(zhì)量也能夠得到有效保障。鑒于此，通過(guò)合理設(shè)計(jì)焊接工藝參數(shù)，在裝備能力許可范圍內(nèi)進(jìn)行焊速提高是行得通的，在今后應(yīng)該大膽的予以嘗試。

［1］曹洪平，唐子敬.埋弧焊管高速焊接工藝設(shè)計(jì)及生產(chǎn)應(yīng)用［J］.焊管，2014，（07）.

［2］韓顯著，張善保.螺旋埋弧焊管與焊接設(shè)備與工藝［J］.焊管，2010，（11）.

［3］畢忠月，金世林.X80高強(qiáng)度高韌性厚壁管線鋼及高速埋弧焊接頭性能［J］.焊接，2012，（10）.

［4］崔福波.大功率全數(shù)字交流方波埋弧焊焊接電源的控制［D］.電力電子與電力傳動(dòng)，山東大學(xué)，2014.