王海君

摘 要：TIP TIG焊接工藝是基于一種獨(dú)特創(chuàng)新的動(dòng)態(tài)送絲和熱絲全自動(dòng)送絲TIG焊接系統(tǒng)（Dynamic Hot Wire TIG Automation），完全突破傳統(tǒng)的TIG焊接技術(shù)的局限，該技術(shù)于2008年獲得荷蘭烏斯勒斯國(guó)際焊接技術(shù)展覽會(huì)金獎(jiǎng)，被評(píng)價(jià)為“焊接技術(shù)的重大技術(shù)革新”。由于其工藝技術(shù)性能的優(yōu)越性和先進(jìn)性，已得到國(guó)際焊接領(lǐng)域的迅速認(rèn)可，在歐洲、美國(guó)已經(jīng)成功應(yīng)用在核電、航空航天、造船、海洋石油、壓力容器等許多領(lǐng)域。本文針對(duì)其在某LNG接收站低溫管道焊接施工過(guò)程中的應(yīng)用開(kāi)展探討。

關(guān)鍵詞：TIP TIG自動(dòng)焊工藝；LNG接收站工藝；管道焊接

中圖分類(lèi)號(hào)：TG44 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

一、LNG接收站低溫管道焊接施工概況

LNG低溫管道是可以在管道內(nèi)承受-196℃的低溫介質(zhì)的不銹鋼管道，材質(zhì)為304/304L雙證不銹鋼，目前需要從國(guó)外進(jìn)口，同時(shí)滿(mǎn)足304不銹鋼的機(jī)械性能和304L不銹鋼的抗腐蝕性能。

某LNG接收站的低溫管道總長(zhǎng)度約15000m，焊接當(dāng)量約72000DIN，主要用于LNG卸料系統(tǒng)、低壓LNG系統(tǒng)、返回氣系統(tǒng)、排盡系統(tǒng)、VENT系統(tǒng)、燃料氣系統(tǒng)、高壓外輸系統(tǒng)等，其焊接施工是接收站工程施工中重要的進(jìn)度和質(zhì)量控制點(diǎn)之一，TT焊接工藝在焊接施工過(guò)程中的應(yīng)用，保證了接收站整體施工的進(jìn)度和質(zhì)量。

二、與其他焊接工藝和焊接技術(shù)進(jìn)行比較，具有如下優(yōu)越特性：

1.實(shí)現(xiàn)鎢極惰性氣體保護(hù)焊（GTAW or TIG）的全自動(dòng)送絲功能

送絲穩(wěn)定，送絲速度可調(diào)范圍大，適應(yīng)焊接電流范圍大（5A到500A）；生產(chǎn)效率高，熔敷效率和脈沖MIG焊一樣，在一些狀態(tài)下，比脈沖MIG要快20%；對(duì)熔池完全控制之下的最高熔敷效率平均達(dá)到2.5kg/小時(shí)，最高可達(dá)到 4.5kg/小時(shí)。

2.高質(zhì)量焊接

與MIG焊接一樣的熔敷效率，卻給出和TIG焊接一樣的高質(zhì)量焊縫，焊縫的冶金性能和力學(xué)性能均表現(xiàn)優(yōu)良。

3.成本節(jié)省

相比一般TIG焊和MIG焊，可大幅節(jié)省人工和材料成本。

4.低熱量輸入和最小的焊接沖淡

很小的熱影響區(qū)，低熱變形，焊縫表面成型好，不需要進(jìn)行焊縫表面修復(fù)。特種鋼和合金材料中添加的許多微量元素成分在焊接時(shí)是不允許過(guò)量沖淡和揮耗的，否則，就會(huì)降低焊縫必須具有的與母材等同的金屬特性。這就要求焊接工藝的熱出入量盡可能地小，熱影響區(qū)也盡可能地小，對(duì)微量元素的沖淡、揮耗盡可能小。

5.實(shí)現(xiàn)優(yōu)異的全位置焊接性能。

6.TT焊與常用幾種焊接方法對(duì)比見(jiàn)表1。

三、TT焊接工藝在LNG接收站工藝管道焊接施工中的應(yīng)用

1.經(jīng)過(guò)某LNG焊接人員的多次試驗(yàn)，TT自動(dòng)焊工藝-196℃低溫沖擊數(shù)值是手工焊的5～6倍，側(cè)向膨脹量數(shù)值是手工焊的7～8倍；力學(xué)性能數(shù)值特別突出，而且焊接效率是手工焊的2～3倍，隨著對(duì)此設(shè)備的熟悉，效率將進(jìn)一步得以提高。

2.TT焊在某LNG工藝管道焊接實(shí)踐中充分體現(xiàn)出焊接工藝參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單穩(wěn)定，焊接操控簡(jiǎn)便，容易掌握等優(yōu)勢(shì)。一般稍有基礎(chǔ)的焊工經(jīng)過(guò)一周時(shí)間的培訓(xùn)和練習(xí)，就可以比較熟練地進(jìn)行焊接操作。

3.TT焊在某LNG工藝管道焊接中實(shí)現(xiàn)了最小6°坡口的窄間隙焊接，大幅度減少焊接填充量，提高焊接生產(chǎn)效率。

4.通過(guò)某LNG接收站工藝管道焊接的應(yīng)用，充分證明了TT專(zhuān)利技術(shù)實(shí)現(xiàn)了焊絲對(duì)熔池的攪拌功能，有效地破壞了金屬熔池及熔滴表面張力、不但大幅度提高熔敷效率，改善金屬的熔敷性能，而且使熔池中產(chǎn)生和裹挾的氣體、雜質(zhì)容易逃逸，從而保證焊縫具有優(yōu)良的冶金性能和機(jī)械力學(xué)性能。

5.某LNG接收站工藝管道焊接應(yīng)用TT焊接工藝共焊接100余道焊口，焊口規(guī)格設(shè)計(jì)多種不同規(guī)格類(lèi)型，共計(jì)拍片700余張，合格率為99.71%。

6.TT焊焊接設(shè)備穩(wěn)定可靠。某LNG接收站地處亞熱帶海洋性氣候區(qū)，常受南亞熱帶季候風(fēng)侵襲，雨水較多，即使在如此惡劣的工況條件下，只要采取移動(dòng)雨棚等簡(jiǎn)單的防護(hù)措施，TT焊接設(shè)備就可以7×24可靠運(yùn)行。

7.TT自動(dòng)焊機(jī)約50萬(wàn)元，預(yù)測(cè)工作效率相當(dāng)于手工氬弧的3倍，相當(dāng)于3個(gè)焊工的工作量，按照目前國(guó)內(nèi)焊工的成本核算，一年可節(jié)約2×7.5萬(wàn)=15萬(wàn)。

8.培訓(xùn)一個(gè)合格的手工焊工需要2～3年時(shí)間，培訓(xùn)成本約15萬(wàn)/人，培訓(xùn)一個(gè)合格的自動(dòng)焊操作工需要兩個(gè)月時(shí)間，培訓(xùn)成本約3萬(wàn)/人，培訓(xùn)成本節(jié)約3×15-3=42萬(wàn)/人。

9.焊接過(guò)程中無(wú)飛濺、煙塵等雜志，大大改善了人員操作環(huán)境。

結(jié)論

某LNG接收站對(duì)于TT自動(dòng)焊接工藝的應(yīng)用是國(guó)內(nèi)第一次將其應(yīng)用于LNG接收站低溫管道的焊接施工，合格率高達(dá)99.71%，既保證了進(jìn)度和質(zhì)量，又節(jié)省了施工成本，為L(zhǎng)NG低溫管道焊接提供了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 范成磊，梁迎春，楊春利，等.鋁合金高頻感應(yīng)熱絲TIG焊接方法[J].焊接學(xué)報(bào)，2006，27（7）：49-52.

[2] 黃勇，樊丁，林濤，等.不銹鋼電弧輔助活性TIG焊[J].焊接學(xué)報(bào)，2009，30（10）：1-4.

[3]孫清潔，林三寶，楊春利，等.超聲-TIG復(fù)合焊接裝置的研制與應(yīng)用[J].焊接學(xué)報(bào)，2010，31（2）：79-82.

[4] 張林杰，張建勛，曹偉杰，等.工藝參數(shù)對(duì)304不銹鋼脈沖Nd： YAG激光/TIG電弧復(fù)合焊焊縫成形的影響[J].焊接學(xué)報(bào)，2011，32（1）：33-36.

[5] 楊春利，牛尾誠(chéng)夫，田中學(xué).表面活性劑對(duì)TIG焊電弧現(xiàn)象及焊接熔深的影響[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2000，36（12）：43-46.

[6] 張欣盟，劉慶祝.TTP TIG焊接新技術(shù)及其在軌道車(chē)輛中的應(yīng)用展望[J].電焊機(jī)，2012，42（9）：1-4.