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直缝埋弧焊钢管预焊技术在于预焊工艺、预焊设备及常见问题处理3个技术支持。在管线建设中,油气长输管道正向着大口径、高压力输送和海底管道厚壁化方向发展,越来越多的管线要求采用直缝埋弧焊钢管。随着直缝埋弧焊钢管生产线的引进投产,掌握先进的直缝埋弧焊焊接技术显得尤其重要。
一、直缝埋弧焊钢管预焊工艺1、直缝埋弧焊钢管预焊工艺过程
预焊时,先将钢管管坯进行合缝,随后进行连续气体保护焊,在焊接同时进行焊缝状态和焊接质量的监测和反馈。具体工艺过程为:进口辊道接受管坯→调整管坯开口位置→输送装置递送管坯→管坯合缝→确认合缝质量→焊枪下降准备焊接→启动激光跟踪器进行跟踪→打开保护气体及冷却水阀→启动焊接(管坯以焊接速度进给)→到终端熄弧停焊→滞后关断保护气体→焊枪上升回位→管坯传往下道工序。到此,一个预焊周期完成。
在上述工序中,调整管坯的开口位置,是指将开口缝位置调整到要求位置,此项工作可通过电控系统中摄像监视系统进行。确认合缝质量,就是对合缝的错边量、合缝的间隙等进行确认,只有确认后才可进行合缝的跟踪和焊接。
2、直缝埋弧焊钢管预焊质量
预焊质量包括合缝质量和焊缝质量。
(1)合缝(也即成型缝)无错边或错边小于规定值,一般规定错边量≤板厚的8%,最大不超过1.5mm。
(2)要保证焊缝有适宜的熔透深度和熔敷量,既要保证焊后不开裂,不产生烧穿现象,又要控制焊缝高度,对外焊焊缝余高不产生影响。
(3)焊道连续、成型良好,以利于保证最后的外焊质量。
(4)焊缝不存在焊偏、气孔、裂纹、夹渣、烧穿及背面焊瘤等缺陷,要求焊缝中心偏差≤1mm。
(5)无电弧灼伤、飞溅小、不影响管端坡口及表面质量。
(6)焊缝与母材匹配,焊缝金属理化性能达到质量要求。
二、直缝埋弧焊钢管预焊设备预焊设备主要包括机械系统、液压系统、焊接系统、电控系统等部分。
1、机械系统
机械系统是设备的主体,包括进出口辊道、驱动装置、合缝装置、内扩导向装置等,它实现管坯的合缝、输送。
(1)进出口辊道:进出口辊道完成管坯的接授、输送、开口缝位置调整等功能。根据预焊工艺要求,管坯的下底标高不变,因此要求进出口辊道开口能根据钢管规格进行调节。
(2)驱动装置:预焊机一般采用焊枪固定、管坯移动方式。驱动装置实现管坯合缝和焊接时的输送。根据预焊工艺要求,焊接速度连续可调,调节后稳定可靠,此要求也就是对驱动装置的驱动要求。
(3)合缝装置:合缝装置完成管坯的收缩挤压合缝。为了适应不同的管径范围,一般设计7-9组压辊对管坯进行控制,保证管坯合缝为一个理想的圆形。.
(4)内扩导向装置:内扩导向装置安装在机架管坯进口侧,用于对管坯内腔的支撑,减少错边量,提高合缝质量,主要用于薄壁管。
2、电控系统
(1)焊接操作机的控制:由电机拖动,实现操作机横梁的升降和伸缩运动。
(2)焊接过程控制:采用程序控制器结合焊机本身的控制,实现对焊接过程的控制。
(3)摄像监视系统的控制:能够保证焊接过程中清楚地观察焊丝对缝及焊接进行的情况。
(4)激光跟踪的控制:实现高速预焊的焊缝自动跟踪,同时能够检测合缝的错边量,当错边量超标时,及时报警。
(5)断弧检测及控制:检测焊接过程中的焊接电流、电弧电压,信号综合后获取断弧信号,当检测到断弧时,自动停止焊接过程。
(6)气体流量的控制:在混流排出口处安装流量计,将信号引入控制系统,当气体流量不足时实现报警并停止焊接过程。
三、直缝埋弧焊钢管预焊常见问题及处理措施预焊作业中常出现错边、背面焊瘤、烧穿、气孔、飞溅、焊缝成型差等缺陷。
1、错边:当整根或大半根钢管坯出现错边超差时,一般是由于:
(1)口缝调整不到位(合缝偏向一侧);
(2)合缝压辊调整不到位(压辊的周向角度不对,或以管坯中心线为轴线,左右压辊不对称,或相对的压辊的径向伸长量不一致),没有压圆;
(3)预弯边没有预弯到位,板边存在直边现象所致。
2、背面焊瘤、烧穿:产生背面焊瘤和烧穿的原因,一般是:
(1)合缝不紧,也有可能是液压系统压力过低;
(2)成型不好,圆度偏差大;
(3)预焊工艺参数选择不当,一定的焊接电流和电弧电压要配以适当的焊接速度,线能量过大或焊速过低,都易产生背面焊瘤和烧穿。
3、气孔:预焊焊缝气孔导致内外焊的内部缺陷,预焊焊缝产生气孔,一般是由于:
(1)保护气体质量不佳,如含有水分,压力流量不够等;
(2)焊枪出现部分堵塞,保护气体形成的气罩不均,有害气体搅入;
(3)坡口上有锈蚀、油污等所致。
4、飞溅:预焊中飞溅容易烧伤钢管表面或坡口,且不易清除,从而影响焊接质量和钢管外表面质量。产生飞溅的原因主要是保护气体成分不对或工艺参数不对,应提高保护气体中氩气的比例。
以上就是直缝埋弧焊钢管预焊技术的介绍,直缝埋弧焊钢管广泛应用于长输油气管道、户外建筑施工中等领域,只要预焊及焊接技术、检测技术过关,直缝埋弧焊钢管就可放心使用。