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螺旋钢管自动焊设备机组的特点

西气东输管道工程是国家重点工程,也是我国前所未有的大口径螺旋钢管、高压力的长输天然气管道工程。为了既保证焊接质量,又降低焊工劳动强度和提高焊接速度,在工程中应大量采用全位置自动焊。为此,我公司为适应市场需求,向美国CRC公司订购了M-300自动焊机。经过对西气东输管道工程所用管材的试焊、焊缝的无损检测、机械性能和力学试验,取得了满意的效果,证明自动焊在管道施工中有广泛的应用前景。
1 焊接设备
1.1系统组成
M-300由焊接小车和电源接线盒组成。导轨、电缆、电源、保护气体调节阀和流量计为辅助件。
焊接小车长559mm,宽584mm,高381mm,重20kg。小车有顺时针和逆时针两种型式,它们互为镜像,可在同一条导轨上在轨道两侧同时焊接。机头通过一个枢轴和锁定结构与小车相连。固定在机头上的设备包括送丝机构、焊炬、气体给送系统、正向感应头以及垂直和水平调节装置。在这些装置的共同作用下,机头可进行以下焊接作业:
1.) 将焊接电流和保护气体馈送到焊炬;
2.) 通过调节提供适当的焊丝干伸长;
3.) 为电弧和熔池提供保护气体;
4.) 连续送丝以保持填充金属熔敷在焊道中;
5.) 提供正向感应恒电压控制手段;
6.) 让操作人员通过水平或垂直调节修正或改进焊炬中心位置、电弧弧长。
M-300焊机的所有自动控制功能都由控制盒完成,其中包括各种操作、故障诊断和解除、伺服和互连所需的控制电路控制焊机行走、摆动、送丝、保护气体和电流。
电源接线盒向M-300焊机的所有工作电路提供28V直流电。它包括气体电磁阀和电源触点继电器。电源接线盒工作电压有两种,一种是115V,一种是220V。根据国家或地区的不同,将电源接线盒内的插头插在相应的电压位置,就可以选用115V或220V工作电压。
1.2系统特点
该系统对于焊工来说操作简单,除了电弧电压由电源控制外,其它焊接参数,包括焊接速度、摆动频率、摆幅、送丝速度、左右停留时间、添坑时间、回烧时间等,均由固定在小车上的控制盒控制。小车上的控制盒可以存储四套焊接参数,每套焊接参数均包括摆动频率、摆幅、送丝速度、左右停留时间、熄弧添坑时间、熄弧回烧时间。只有焊接速度无法存储,它是根据焊工实际需要及焊接工艺规程的规定,通过焊接速度旋钮来调节。在焊接前,可以将所需的存储好的参数通过菜单直接调出使用;而在焊接过程中,还可以根据焊道、焊炬位置、熔池等因素,通过小车控制盒上的增减按键、纵向和横向调节装置、焊接速度旋钮等实时修改焊接参数。
M-300焊机虽然调节性较大,但由于是从美国进口,内部的操作系统是全英文的,所以在进行参数存储、菜单操作时,对于焊接技术人员有一定难度。
另外该系统适用范围广,可用于气保护焊、药芯焊丝自保护焊、脉冲气体保护焊,能用于焊接外径从305mm至2350mm的管道。对于不同管径,可以通过焊接小车上管径调节器调节,并与相应的焊接导轨搭配使用。若是钢管壁厚大于10mm,小于15mm时,焊炬纵向调节深度不足无法打底,则可以通过纵向调节控制器来调节。若钢管壁厚大于15mm时,纵向调节控制器也无法满足打底要求,可将焊炬轴承翻转,但这种调节是以牺牲调节高度为代价,虽然可以打底但无法再盖面,只能专用于打底及最初几层填充。
系统的操作过程如下:
1.) 焊接技术人员将通过工艺试验得出的数据存入小车控制盒内,一
共可以存储四套数据;
2.) 在使用前根据焊接工艺规程,焊接技术人员通过小车控制盒上的
按键进行菜单操作,调出所需的工艺数据;
3.) 旋转焊接速度旋钮,使其达到焊接工艺规程要求,如此焊工就可
以开始焊接了;
4.) 在焊接中,焊工可以通过小车控制盒上的增减按键及焊接速度旋
钮实时修改焊接参数。
2.管口组对
2.1管口加工
尽管管道自动焊焊接效率高,但相对地对管口加工、组对的要求较手工焊及半自动焊都更苛刻,而且由于其自身焊接工艺特性,自动焊通常只应用于水平固定。所以,自动焊对管口的要求也与手工焊及半自动焊相差很大。管端坡口的加工必须采用机加工,严禁采用气割坡口。
自动焊的焊炬角度在整个焊接过程中都是相同的,因此打底时对于管口钝边的要求也就很高。考虑到平焊位置所承载熔池的能力,以及立焊、仰焊位置的熔透能力,管口钝边应为1.5~2.3mm。
在焊接过程中,虽然可以调节焊炬摆动频率及左右停留时间,但是随着摆动参数的逐步增大,焊接速度将不可避免地逐步减小。所以自动焊的坡口宽度必须加以限制,最大不宜大于12mm。当母材壁厚不大于10mm时,可以加工为30°±2.5°的单边V型坡口;当母材壁厚大于10mm,小于15mm时,应加工为复合坡口;当母材壁厚大于15mm时,就必须采用排焊。当使用复合坡口时,必须注意坡口两个角度交界处的圆滑过渡,过渡的越光滑,出现未熔缺陷的可能性就越低。这一点对于熟练的坡口机操作手来说,并不难。复合坡口见下图3.1.1。由于自动焊对于管口的加工要求极严,所以在野外管道施工过程中,推荐
施工单位配备坡口机,以便保证坡口端面平整,表面光滑、不起鳞,钝边均匀,并可以根据工艺要求加工坡口角度,提高焊接质量及效率。
3.2管口组对
在进行管口组对前,应先进行清扫,确保管内无杂物方可。在组对前,管
内外表面坡口两侧25mm范围内应使用钢丝刷清理至显现金属光泽为宜。
另外,由于自动焊的特殊性以及调节控制的局限性,所以应使用内对口器
组对,以确保焊接质量,降低出现未熔、咬边等缺陷的可能性。
在组对时,对口间隙应控制在2~3mm之间。在焊接过程中,虽然由于管
口上部先焊而受热膨胀,管口下部受挤压而有一定的收缩,但自动焊的焊接速度很快,其收缩量较小,所以上部对口间隙应略小于下部对口间隙。
管口组对错皮量应尽量往小控制。由于自动焊控制按钮较多,当管口错皮
较大,焊机需要调节量较大时,焊工往往来不及调节,就已经焊过去了,从而出现未熔、咬边等缺陷,其调节性较半自动焊接或手工焊接差距大。所以为了避免出现这种情况,其错皮量宜控制在1mm以内,且应沿管口均匀分布。
自动焊的机头有一定高度,焊工操作也需要较大的操作空间,所以管子下
部最低处应高于地面45cm。但考虑到人的生理特点及施工效率,管子下部最低处不宜高于地面50cm。
4.管口焊接
4.1 一般规定
使用自动焊接,对于焊工的技能要求相对于手工焊接或半自动焊接低,但
其培训还是必不可少的。另外,尽管自动焊接与手工焊接或半自动焊接有较明显差别,但手工焊接或半自动焊接的经验,有利于焊工快速熟练地掌握自动焊接技术。对于焊接技术人员,则要求相对较高。不仅要了解掌握自动焊的焊接特点,还要对于自动焊接设备熟悉。自动焊接设备不仅涉及到机械领域,而且还涉及到电子计算机领域,远较手工焊接或半自动焊接设备复杂。另外,由于M-300焊机是从美国进口,其内部的操作系统是全英文,所以每套焊接参数的输入、调用及修改,都必须由焊接技术人员来完成。根据管材的不同,有的需要焊前预热,有的不需要,应根据焊接工艺规程来定。但应注意的是若焊接前需要预热,则安装轨道时不宜过紧,以免因钢管受热膨胀而损坏轨道,待预热好之后再上紧轨道。
4.2焊前检查
每天焊接前,都应仔细检查焊接设备以及焊丝是否受潮。如果使用保护气,还应检查气瓶压力和气路是否通顺,确定气瓶压力是否符合焊接工艺规程的使用要求。而且每次焊接前都应进行试气,这样既可以将气路中前段不纯的保护气排除,也可以进一步确定气瓶压力。
在检查焊接设备时,可以通过电源接线盒上的多芯控制接线柱检查。将多芯中的a、e接线柱短接,若有响声则证明电磁阀工作正常。将a、d接线柱短接,若有电压值而无电流值则证明焊接电路正常。用电压表测量a、b接线柱之间电压,若为24V~26.5V则正常,否则可能是电源接线盒内的2、4线未接好。
焊接设备检查,除了检查硬件外,还应检查其软件,即焊接参数。焊接设备中所存储的焊接参数,只具有相对意义,并没有实际意义。即使是同样的参数,在不同的焊机上所代表的实际意义也是不同的。所以我们每天焊接前不但要检查参数,而且还要对其进行校核。这主要包括焊接速度、送丝速度、摆动频率、摆幅、左右停留时间等参数,确定它们所代表实际焊接参数在焊接工艺规程中所规定的范围内。
另外,焊接轨道也应仔细检查。装载焊接小车时,应上下拉动,确保小车行走通畅。若不通畅,则应检查轨道是否在一个平面上、轨道固定螺丝与制管焊缝是否错开、小车管径调节器所对管径与实际焊接管径是否相符。
4.3施焊工艺
自动焊适用于直径不小于φ305mm的管道焊接。每层焊道一般由两名焊工同时施焊。由于自动焊焊机机头较大且对于风较为敏感,所以两名焊工宜同时焊接、打磨接头。应一人先从平焊位置焊接,另一人从立焊位置焊接,之后同时停机打磨。打磨好接头后再继续施焊。本文章来自:www.dkjgglhl.com

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点击次数:  更新时间:2014-12-09 20:51:07  【打印此页】  【关闭
   
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