自动焊技术在厚壁铬钼钢管道P22施工中的应用研究

黄植刚

摘要：本文基于笔者多年相关工作经验，以管道施工中厚壁铬钼钢管道P22自动焊技术应用要点为研究对象，系统归纳这一实用技术的操作要点，为行业发展提供建设性意见。

关键词：自动焊;厚壁铬钼钢;管道;应用

1引言

随着社会的进步与时代的发展，以金属材料与不同材料链接为代表的特殊焊材及其焊接工艺的发展开始大力发展。在管道焊接领域新旧管道的连头施工，不同材质不同膨胀系数的变径式焊接成为工程技术人员普遍面临的问题。而现场小空间、偏角度的焊接环境给本已捉襟见肘的焊接工艺带来工序上的影响，极大危及工程可延续性甚至诱发后续的安全生产事故。所以运用体积小可操作性强的自动焊技术成为行业的首选。本文基于笔者多年相关工作经验，以管道施工中厚壁铬钼钢管道P22自动焊技术应用要点为研究对象，系统归纳这一实用技术的操作要点，为行业发展提供建设性意见。

2自动焊技术概述

自动焊技术及为依靠焊接台架配合固定多变焊接机械（焊接机器人）。通过滚轴带动焊件进行一定速度的固定式旋转。确保焊接过程中的位置一致性和速度均衡性，从而保证焊接质量无误。该种方式特别适合管道焊接，通过焊缝确定在将管段进行滚动台放制。然后通过数控电脑进行电流、电弧电压、焊枪摆动幅度、摆动频率等相关工艺参数的预先设置并全过程进行监控，确保焊接过程中能及时进行手动切换式调节和急停，保证材料可控性。该种及时及其相关工作台架能在管道预制焊接和部分零部件修复上得到较好使用体验。同时能全面实现化极气体保护焊、埋弧焊。同时在焊机选择上可以进行DIY式更换（通常采用悬臂式自动焊机）全面提高设备操作灵活性。笔者所在单位选用美国米勒DW-852型配套设备最大输出电流可达600A。能全面适用于气体保护焊和细丝埋弧焊。

在使用方面，根据相关说明书与操作经验。在此确立，气体保护焊焊丝直径以φ1.2mm为宜，埋弧焊焊丝直径以φ2.4mm、φ1.6mm为宜，最大直径不超过φ4.0mm。管径范围：φ133～650mm，壁厚范围：δ5～75mm。根据台架使用经验，在此总结通用性设备优点如下：（1）高效生产，真实生产环境下需要运用较大的瞬间电流进行电弧发散以至于达到预定穿透力，致使焊缝熔深达标。运用埋弧焊进行对比，相关的热量集中相比传统电弧焊高处5-10倍。（2）高效焊接质量且过程稳定。根据不同焊接规范能在保持稳定性的前提下运用不同规格焊剂进行防氧化侵害保护。而动态的精度变化能充分保障熔池金属与渣反应充分，在外观美观的同时保持稳定性。（3）节能减排。运用自动焊能动态调整电弧度量，保持热量损失最小的前提下电弧在焊剂层下均匀燃烧，物料和电弧上达到最小。且没有焊丝金属的飞溅损失。

3焊接材料选用及焊接工艺评定

超高压蒸汽管道采用A335-P22无缝钢管，设计温度538℃，运行温度520℃，设计压力12.8 MPa，运行压力11 MPa。它总共有3300个焊缝。厚壁管道材料主要为A335P22。管道规格：21.3 *4.78～610 *73.025。由于管壁较厚，焊接工作量较大，传统的氩电接头焊接作业方法耗时长，劳动强度高，生产效率低。为了提高焊接生产效率，公司决定采用氩弧焊底部，埋弧焊自动填焊盖，以提高焊接生产效率，更好地保证焊接质量。

1）焊接材料采用国产埋弧焊丝和焊剂，焊丝直径2.4mm。匹配P22的焊丝号为CHW-S8，相当于AWS A5.23 EB3。通量为SJ603，粒度为10-60目。

2）根据JB4708《钢制压力容器焊接工艺评定》，进行焊接工艺评定试验。拉伸、弯曲、冲击等性能指标均符合规范要求。

4自动焊技术在厚壁铬钼钢管道P22施工

4.1焊接准备

运营商的自动焊接就焊接证书规定的工资“锅炉、压力容器和压力管道焊工考试与管理规则”（2011年2月1日之后，交换证书或取证实施次数的要求z6002 - 2010的“特定设备焊接运营商评估规则”），并严格禁止操作没有相应的自动焊接资格。从事焊接作业的工人。自动氩弧焊操作员焊工证为GTAW-1G-05/07/09;自动埋弧焊操作员焊工证书为SAW-1G（K） -07/09;焊工应至少配备以下工具：钢丝刷、锉刀、钢丝筒和砂轮机。

4.2坡口加工

槽形加工，如管材车床、磁力切割机等。管材切割和坡口加工一次完成。坡口加工质量好，机床利用率高，切削效率高。管道管壁厚度小于30mm时采用v形坡口形式。槽角为60 +5，管壁厚度大于30mm。槽形为双v形。槽角为=65 +5 =10 ～15。坡口应100%上色检查，合格的坡口应无裂纹。

4.3清理组对、定位焊、预热

配对前用角磨机、棒磨机、钢锉对槽面及边缘区域的锈蚀、油污进行清理，直至露出金属光泽;组对内壁应光滑，组对错边不应超过壁厚的10%，不应超过1mm。

定位焊接与正规焊接工艺相同。定位焊缝长度10- 15mm，厚度2- 4mm，不超过壁厚的2/3。定位焊缝沿圆周均匀分布，两端过渡平稳。根据实际管径和管壁厚度确定焊接点的位置。采用桥式定位焊缝时，在焊接形式焊缝时，定位焊缝点打磨干净。

铬钼钢焊接前应预热至预热温度，焊缝应采用电加热预热。预热温度由温度控制柜控制，焊缝处采用电子点温度计测量。P22预热温度为200 ～ 300c，达到预热温度后15分钟开始焊接。

5结语

通过多种情况下的现场试验与运用可知。运用埋弧自动焊技术进行厚壁铬钼钢的不同形式加工综合一次合格率可达99%，在提高工效的同时极大缩小了工程返修率，在焊接质量和后续工作上彻底解決了维修问题。通过现场测算，正常工况下，每台自动焊的焊接工效为180寸/天，最高可达到240寸/天。1台自动焊机相当于5-6个焊工，随着壁厚的增大，工效越明显。

参考文献

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