窄间隙焊机，窄间隙TIG焊机，全位置窄间隙管道焊机，北京秦氏管道科技有限公司专业生产销售窄间隙管道焊机15201133137 北京秦氏管道科技有限公司www.guandaohanji.com 主要生产经营全位置管道自动焊机,包括：热力管道焊机，供水管道焊机，石油管道自动焊机,全自动天然气管道焊机,化工管道焊机, 我公司为实现野外管道焊接的效率、质量，减轻操作人员的劳动强度，针对于长输管道的焊接而设计的管道对接自动焊机。 长输管道是现代物业输送的重要手段，管道焊接时长输管道铺设的关键。我国的许多工程有长距离、大管径、大壁厚等施工特点，单靠国内内的焊条电弧焊，工人的劳动强度大，生产效率低，施工进程十分的缓慢。且我国的管道焊接工人短缺，人工工资较高 ，管道自动焊接已在我国开始应用。可根据客户的要求设计各种管道焊接设备和管道坡口设备、制造安装。提供免费培训技术咨询、成套服务。我公司产品广泛用于热力管道、石油管道、石化管道、化工管道、城市水管管道、造船电力管道等.

目前国内百万千瓦级核电站采用M310型机组，每台机组反应堆冷却剂系统为三环路布置，每条环路包括反应堆压力容器、蒸汽发生器、主泵三大主设备，通过反应堆冷却剂系统管道（简称主管道）将三大主设备连接起来，构成高温（设计温度343℃）、高压（设计压力17.2MPa，abs）、带放射性的反应堆冷却剂流动的环路。主管道现场焊接是整个核电厂建造的关键环节，直接关系到核电厂建造的质量和进度，国内M310型核电机组主管道现场安装采用了自主研发的窄间隙自动钨极惰性气体保护电弧焊（TIG）技术，相比以往的手工TIG打底加手工电弧焊填充的氩电联合手工焊工艺，该技术可提高主管道现场安装施工质量、缩短施工周期。
1 主管道简介
M310型机组每条环路的主管道由热段、冷段和过渡段组成。单个环路主管道结构示意图见图1，图中C1、C4、F1、F4、U1、U2、U4、U6为需在核电站工程现场安装焊接的8道主管道焊口。8个现场焊口处外径***小Φ832.5mm、***大Φ976mm，壁厚***小67mm、***大95.7mm。
主管道为铸造奥氏体――铁素体双相不锈钢Z3CN20-09M，三大主设备接管嘴材料为锻造控氮奥氏体不锈钢Z2CND18-12N。两种材料的碳含量很低，具有良好的焊接性能。
2 窄间隙TIG自动焊工艺
窄间隙TIG自动焊工艺是一种高效、优质的先进焊接方法。研究及应用表明[1-3]：核电厂主管道现场焊接采用窄间隙TIG自动焊工艺是可行的，焊接质量是可靠的，具有以往采用的氩电联合手工焊工艺无法比拟的优势。
2.1 焊接设备
焊接设备选用加拿大利保帝（LIBUEDI）公司的全位置脉冲TIG自动焊机，该设备包括一个带有数字化控制台的焊接电源、一个管道焊接机头和轨道、一个监视系统，性能稳定、操作简单，可进行焊接过程远程视频监控和钨极位置微调。
2.2 焊接坡口形式
主管道窄间隙坡口为V型和U型组合坡口，如图2所示，坡口底部宽度约7mm左右，坡口单边宽度≤10mm，该坡口形式有利于焊接时形成好的焊缝形状。坡口钝边厚度2.5mm，组对要求为：焊缝根部间隙0mm～1mm（目标值0mm），坡口内错边量≤1.5mm。
2.3 焊接材料
根部焊道焊接材料为RCC-M规范[4]中ER316L不锈钢实心焊丝，填充及盖面焊道为ASME规范[5]中ER316LSi不锈钢实心焊丝，焊丝化学成分见表1。高Si含量的ER316LSi焊丝具有较好的熔敷金属润湿性和流动性，有利于填充焊道侧壁和层间充分熔合。
2.4 保护气体
焊缝背面和熔池的保护采用纯度不低于99.99%的氩气进行保护。相比国外采用氦气+氩气混合保护的焊接工艺，由于保护气体为氩气，适当提高了焊接电流来增加熔深，以降低层间和侧壁未熔合风险，同时通过提高焊接速度控制焊接热输入。
2.5 焊接工艺参数
2.6 无损检测
在焊道熔敷15mm厚度左右和50%厚度左右进行射线照相检测，焊后进行射线照相检测、超声波检测和液体渗透检测。通过射线检测和超声波检测相结合，提高焊接未熔合缺陷的检出率。
3 窄间隙自动焊工程应用
3.1 应用情况
相比氩电联合手工焊，窄间隙TIG自动焊工艺较易出现侧壁和层间未熔合缺陷，但自主研发的窄间隙TIG自动焊技术还是成功应用于福清、方家山等核电站主管道的现场焊接[3，6]。
福清、方家山5台机组共120道焊口组对间隙及内错边量均满足要求，合格率100%；工艺评定和焊接见证件性能试验自动焊接头拉伸强度与手工焊接头强度相当，而且自动焊接头熔敷金属的冲击韧性明显好于手工焊接头，特别是自动焊对热影响区韧性的降低更是远小于手工焊的影响；5台机组共120道焊口和10个焊接见证件均按要求进行了无损检测，检测结果总体良好，特别是***先施焊的2台机组焊缝无损检测合格率100%；采用窄间隙自动焊技术，单道焊口焊接时间为10～15天，相比手工焊约30天/焊口，单道焊口焊接时间缩短将近一半。 3.2 焊接缺陷
福清、方家山5台机组共120道焊口和10个焊接见证件无损检测未发现焊接导致的咬边、裂纹等缺陷，除6道焊口出现个别焊接未熔合及气孔超标，其余都满足RCC-M规范[4]一级焊缝质量要求，无损检测结果总体良好。5台机组主管道窄间隙TIG自动焊接头未熔合和超标气孔缺陷情况见表3。
2.编号1和2的机组***先焊接，编号3、4、5的机组在编号1和2的机组焊接完成后才开始进行焊接.
对表3中无损检测结果进一步分析，存在如下现象：
1）后焊机组焊接缺陷比先焊机组焊接缺陷多。根据表3***先焊接的编号1和2两台机组共48道焊口无损检测未发现不满足设计要求的焊接缺陷，焊缝质量良好；在编号1和2两台机组焊接完成后进行的其它机组主管道的焊接，都出现了不满足设计要求的焊接缺陷。
2）采用自动焊工艺返修处易出现缺陷。在编号5的机组主管道焊接过程中，1U4和1U6焊口缺陷去除后采用窄间隙自动焊返修时再次出现不满足设计要求的焊接缺陷。
4 焊接缺陷原因分析及反馈 　　4.1 后焊机组焊接缺陷较多
在焊接缺陷出现后，经过询问焊接操作工、调阅焊接记录及焊接视频、检查焊接设备，缺陷主要由以下原因造成：
1）焊道表面与坡口侧壁边缘熔合区存在轻微的高低不均匀现象，在进行下一道焊接时，焊接操作工未对轻微不平处修整清理，导致后续焊道焊接时该处焊缝熔合不良。
2）焊接时焊丝出现轻微抖动等异常后未及时停止焊接，导致后续焊接出现熔合不良。
3）焊机轨道接头处些微不平整、导丝嘴孔径磨损增大等设备异常导致焊缝熔合不良。
4）出现焊丝尖偏离、铁水前涌等异常时，焊接操作工视频监控时观察重点为焊缝表面成型及侧壁熔合情况，未关注焊缝中心熔合情况，没有及时进行焊接过程中的微调，导致焊缝中心未熔合。
由于主管道窄间隙TIG自动焊技术是国内核电工程首次应用，结合上述缺陷原因分析，出现后焊机组焊缝缺陷比先焊机组缺陷多的现象：一是先焊接的机组因为是窄间隙TIG自动焊的首次应用，技术人员及焊接操作工等各方人员高度重视，严格按相关操作规程执行，在前两台机组焊接零缺陷后，其它机组焊接时人员思想上出现松懈，焊接参数及钨极位置微调不及时，道间焊缝成形观察、修整不到位，都易导致出现焊缝缺陷；二是首次应用，自动焊工程经验不足，对自动焊机保养、易损件磨损情况及其对焊接操作的影响把握不到位，导致出现焊缝缺陷。
4.2 采用自动焊工艺返修处易出现缺陷
查阅焊接记录，自动焊返修处焊道宽度基本靠近工艺覆盖下限，且焊接缺陷人工打磨去除，打磨后坡口面不如机加平整，再根据焊接视频中熔池流动情况，分析认为自动焊工艺返修处易出现缺陷主要是打磨去除缺陷过程中因顾忌伤及母材，影响窄间隙焊道坡口状况，缺陷打磨后的焊道很窄，且打磨坡口面的修整不够，导致返修过程中出现气孔、侧壁未熔合等新缺陷。
4.3 反馈
无损检测结果表明，主管道窄间隙TIG自动焊技术能有效降低焊接未熔合风险，所进行的无损检测也能有效发现焊接未熔合缺陷，确保主管道焊接质量。但后焊的几台机组出现的缺陷处理情况表明：
1）窄间隙TIG自动焊对坡口状况要求极高，焊道间目视检查应观察到位，对成形不好的焊道应及时修整；
2）窄间隙TIG自动焊对焊接操作工要求极高，焊接过程中要观察到位，应能根据异常情况及时对钨极位置和送丝进行微调；
3）进一步把握自动焊接设备保养要点，对焊机易磨损也应加强监控，及时更换。
5 结论
1）主管道现场焊接采用窄间隙TIG自动焊焊接过程稳定，焊缝质量高，接头性能特别是冲击韧性优于手工焊接头，且相比以往的氩电联合手工焊工艺有效缩短焊接工期，窄间隙TIG自动焊技术在核电站主管道现场焊接的工程应用是成功的。
2）无损检测结果表明主管道窄间隙TIG自动焊技术对坡口形状、焊接设备状况及焊接操作工要求极高，由于窄间隙自动焊技术是国内核电工程首次应用，需加强反馈、积累经验，进一步提高焊缝质量。
1.适用管径：DN130—3米直径
2.适用壁厚：5-12MM  ;5-40MM
3.适用材质：碳钢、合金钢、低温钢等
4.适用焊缝：各种管段焊缝，如管子-管子焊缝、管子-弯头焊缝、管子-法兰焊缝、法兰-法兰焊缝、法兰-弯头焊缝等
5.自动焊机控制盒
6.无线控制盒调节按键式
7.
8.电流电压按键调节
9.无线控制20米范围内
10.焊接方式：CO2气体保护焊
11.防风要求风速小于1.5m/s
12.坡口加工要求V双V形等坡口
13.活动焊口可实现单面焊双面成型打底、填充、盖面等焊接   
14.固定口可实现填充焊和盖面焊
15.焊机电源标准配置肯比2530
16.还可以根据客户需要配置不同焊机电源
17.焊接小车

18.焊接小车重量12公斤
19.焊接电源到焊接小车线长4米   YX-150B焊接电源到焊接小车线长5米
20.焊接小车行走速度0-99数字显示可调
21.摆动宽度0-30MM可调
22.摆动系统左右移动0-80MM
23.摆动速度可调
24.摆动宽度可调
25.左右定时可调
26.焊枪上升下降行程30MM
27.自动焊控制系统

28.装载焊丝重量20公斤
29.焊丝直径1.0-1.2mm
30.操作简单、焊接速度快是手工焊的三倍、比轨道式全位置自动焊机快三分之一   
31.标准配置一套YX-150A管道全位置自动焊机其中包括芬兰肯倍2530焊接电源总重量35公斤，适用范围12mm以下壁厚、12mm以上配150B芬兰肯倍500A焊接电源


32.
管道全位置自动焊机（MIG焊）
型号规格：SX-500
适用范围：较适用于150mm直径以上管道、填充焊和盖面焊
自动程度：自动化程度较高（焊前输入平焊位置的焊接工艺参数，焊接时进行实时调整）
坡口要求：要求不高，（如配自动打底焊对坡口和焊缝间隙有一定要求）
焊接效率：较高（250-300寸径/天）
可操作性：好/较好（要经过一定时间的培训才能学会焊接）
表面成型：较好（焊接小车始终沿管道旋转、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）
驱动可靠性：极好（采用高强磁轮）耐200度高温
适用管径：DN150以上   适用壁厚：5-12MM 适用材质：碳钢、合金钢、低温钢等
小车尺寸：230x130x170  焊接小车旋转空间：280mm     机头功率：120W  行走速度：0-2.5m/h
摆动幅度：2.5-30mm   摆动速度：0-42mm/S      停留时间：0-2s   机头重量：12kg
焊枪高度：0-30mm     焊枪角度：0-60度           装载焊丝：20kg


目前，管道焊接常用的方法有焊条电弧焊(SMAW)、埋弧焊(SAW)、钨极气体保护焊( GTAW)、熔化极气体保护焊(GMAW)、药芯焊丝电弧焊(FCAW)和下向焊等几种。

(1)焊条电弧焊的优点是设备简单、轻便、操作灵活，可以适用于维修及装配中的短缝的焊接，特别是可以适用干难以达到的部位的焊接。缺点就是对焊工操作技术要求高，焊工培训费用大，劳动条件差，生产效率低，不适于特殊金属及薄板的焊接。焊条电弧焊配用相应的焊条可适用于大多数工业用碳钢、不锈钢、铸铁、铜、铝、镍及其合金的焊接。

(2)埋弧焊可以采用较大的电流，在电弧热的作用下，一部分焊剂熔化成熔渣并与液态金属发生液态冶金反应。另一部分熔渣浮在金属熔池的表面，一方面可以保护焊缝金属，防止空气的污染，并与熔化金属产生物理化学反应，改善焊缝金属的成分及性能;另一方面还可以使焊缝金属缓慢冷却，防止裂纹、气孔等缺陷的产生。与焊条电弧焊相比，其***大的优点就是焊缝质量高，焊接速度快，劳动条件好。因此，它特别适用于大型工件的直缝及环缝的焊接，而且多采用机械化焊接。缺点是一般只适用于平缝和角缝的焊接，其他位置的焊接则需要用特殊装置以保证焊剂对焊缝区的覆盖和防止熔池金属的漏消;焊接时不能直接观察电弧与坡口的相对佗置，需要采用焊缝自动跟踪系统来保证焊炬对准焊缝不焊偏;使用电流较大，电弧的电场强度较高，电流小于100A时，电弧稳定性较差，不适宜焊接厚度小于1mm的薄件。埋弧焊已广泛用于碳钢、低合金结构钢和不锈钢的焊接。由于熔渣可以降低焊接接头的冷却速度，故某些高强度结构钢和高碳钢也可以采用埋弧焊进行焊接。

(3)钨极气体保护焊由于能很好的控制热输入，所以它足连接薄板金属和打底焊的一种极好方法。这种方法几乎可以用于所有金属的焊接，尤其适用干焊接铝、镁这些能形成难熔氧化物的金属以及象钛、锫这些活泼金属：这种焊接方法的焊接质量高，但与其他电弧焊相比，其焊接速度较慢、生产成本高、受周围气流的影响较大，不适于室外操作。

(4)熔化极气体保护焊通常使用的气体有氩气、氦气、二氧化碳或这些气体的混合气。以氩气、氮气为保护气时称为熔化极惰性气体保护焊(在国际上简称为MIG焊);以惰性气体与氧化性气体(O2、CO2)的混合气时，或以C02和C02+02的混合气为保护气时，统称为熔化极活性气体保护焊(在国际上简称为MAG焊)。熔化极气体保护焊主要优点是可以方便地进行各种位置的焊接，同时也具有焊接速度较快、熔敷率较高等优点。熔化极活性气体保护焊可以适用于大部分丰要金属的焊接，包括碳钢、合金钢。熔化极惰性气体保护焊适用于不锈钢、铝、镁、铜、钛、锆及镍合金。利用这种方法可以进行电弧点焊。

(5)药芯焊丝电弧焊可以认为是熔化极气体保护焊的一种类型。其所使用的焊丝是药芯焊丝，焊丝的芯部装有各种组成成分的药粉。焊接时外加保护气体，主要是CO2气体，药粉受热分解或熔化，起着造气和造渣保护熔池、渗合金及稳弧等作用。药芯焊丝电弧焊不另外加保护气体时，叫做自保护药芯焊丝电弧焊。它是以药粉分解产生的气体作保护气体，这种焊接方法的焊丝干伸长度变化不会影响保护效果，其变化范围可较大。药芯焊丝电弧焊有以下优点：焊接工艺性能好，焊道成型美观;熔敷速度快、生产率高，可以进行连续地自动、半自动焊接;合金系统调整方便，可以通过金属外皮和药芯两种途径调节熔敷金属的化学成分;能耗低;综合成本低。缺点是制造设备复杂、制造工艺技术要求高、药芯焊丝保管要求高和焊丝很容易受潮。药芯焊丝电弧焊可以应用于大多数黑色金属各种厚度、各种接头的焊接。

(6)下向焊是从国外引进的一种适用于管道环缝焊接的工艺方法。它是指在管道焊缝的顶端引弧，向下焊接的一种工艺方法。下向焊具有生产效率高、焊接质量好的优点。

手工纤维素4.0mm焊条下向焊打底(全手工焊和手工焊)/STT半自动根焊打底+半自动自保护焊填充、盖面焊。其特点是纤维素焊条下向焊打底具有良好的穿透力，能够***大限度的保证根焊背面成形，使用方便;STT半自动根焊具有焊接效率高，质量稳定可靠;半自动自保护填充、盖面焊，可以充分保证焊接质量和焊接效率。

全手工焊和手工焊/STT半自动焊打底+半自动自保护焊、填盖焊接区别如下：

对于全手工焊和手工焊，不仅焊接效率低，而且因为手工焊焊接接头多，无法充分保证焊接预热温度和焊接层间温度。而接头是影响焊接无损检测质量的主要因素。因此，采用手工纤维索焊条下向焊打底+半自动自保护焊填盖的焊接方法要好得多。

STT技术半自动保护焊接效率高，焊接质量可靠，且层间清渣简单，不易造成夹渣、内咬边等焊接缺陷;而且单层根焊的厚度可达4—5mm，能够有效避免根焊开裂。

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

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