自动焊技术在不锈钢焊管焊接中的应用

在不锈钢焊管的制作、安装中均离不开焊机技术，焊机技术成为石油运输过程中不可获取的一项关键技术。随着技术的发展，焊机技术已从最初的手工焊接、半自动发展至当前的自动焊接，在提高了焊机质量的同时也解放了生产力。但是在自动化发展进程中也仍然存在一些问题，这也就要求了焊机工作人员要予以关注，并不断提高自身对自动焊接技术的应用能力，满足当前不锈钢焊管对焊接的要求。

1 自动焊技术在不锈钢焊管焊接中的应用现状分析

我国对自动焊接的应用可追溯至上世纪90年代中期，最初源于炼油化工施工企业为进行自动焊接、管道除锈、底气防腐及坡口加工等，而研发了管道预制工厂化技术。该技术具备了一定的自动化水平，借助于焊接工位的管道旋转与变位装置，并结合埋弧焊、气体保护焊等焊接技术提高自动化程度。利用该技术进行焊接，可将焊接效率提高至40%左右。随着经济的发展，当前的焊接行业工作强度越来越大。为了提高对当前流动性强作业环境的适应性，我国部分企业还出现了将若干集装箱进行组合形成了模块化的预制生产线，进一步提高了焊接技术的自动化。我国自动焊接技术在不锈钢焊管中的应用得到了一定程度的发展与应用。但是与国外发达国家相比不足仍然存在，当前我国不锈钢焊管的焊接仍停留在手工焊与半自动焊的水平阶段上。造成较大差距的原因有如下：首先，当前我国焊接技术的自动化程度仍相对较低。大多数企业的仅局限于转动焊口的焊接，而固定焊口的焊接作业需要手工进行。其次，自动焊接在不锈钢焊管推广率较低。欧美发达国家对管道自动焊接技术的应用约占焊接工程总量的80%，而我国的应用则在10%以下。再次，购置进口自动焊设备及运行的成本较高，中小型企业难以承担。最后，当前国内自主研发自动焊设备自动化水平低，焊接接头质量差。当前自动焊技术在不锈钢焊管焊接中的应用需要相关人员对自动焊接技术进行探索、专研，不断提高我国自动焊接技术的应用水平。

2 常见自动焊技术在不锈钢焊管焊接中的应用分析

2.1 实芯焊丝气体保护自动焊接技术

为适应经济发展的需求，当前不锈钢焊管的焊接技术普遍向自动化发展,自动化焊接技术已成为一种发展的趋势。其中，实芯焊丝气体保护自动焊就是一种具有良好应用前景的焊接技术。该技术的应用提高了不锈钢焊管的焊接效率与质量，在一定程度上推动了焊接行业的自动哈进程。该焊接技术主要通过将焊丝跟母材融化成电弧的方式形成焊缝，完成焊接作业。应用该技术的焊接设备根据焊接方式、部位的不同可分为外管焊接与内管焊接两种。当前在世界上使用该技术有公司也不少，其中以美国的CRC 公司较为著名。该公司对实芯焊丝气体保护自动焊主要体现在P、M系列两种。其中该公司生产的P系列自动焊机主要应用于管道焊接，通常应用于壁管厚度不足9mm的管道进行全位置的焊接作业。焊接效率可比平常焊接机高40%，但是设备的制造成本也相对较高。而M系列的焊机对任意壁管厚度都有较高的适宜能力，而我国不锈钢焊管焊接中较为常用是该公司生产的M200、M300 等机型的焊机。

2.2 药芯焊丝自动焊接技术

药芯焊丝自动焊技术是一种基本原理类似于实芯焊丝气体保护焊技术的新型焊接技术。该焊接技术又可分药芯焊丝自保焊与药芯焊丝气保焊两种。通常该技术根据管道的焊接需求，使用的药芯材料为钛合金、透气剂及造渣剂等不同的矿物材质。与实芯焊丝相比，药芯焊丝自动焊具有熔敷速度快、焊接质量高、成本低及对各种材质的管道适应性强等显著优势。药芯焊丝自动焊设备由焊接电源、送丝、焊机、供气及控制系统等主要部件组成，设备最早在前苏联得到应用[3]。最具代表性、时代性的药芯焊丝自动焊设备为前苏联研制的“对接1”、“对接2”两种型号的焊接设备。在对管道进行非旋转管接头焊接作业时，设备中带有铜垫板的内对口器会对管子进行自动组对，并利用安装的自动化装置完成对组对的管子进行向上焊操作。该设备的焊接速度较快，通常完成一个1420×16mm规格的钢管的焊接接头只需花费65min左右，比而半自动焊快约2倍,缩短了焊接时间，提高了焊接效率。

2.3 电阻闪光对接自动焊技术

电阻闪光对接焊与实芯焊丝气体保护自动焊、药芯焊丝自动焊一起构成了当前最具发展潜力的三大不锈钢焊管自动焊接技术。电阻闪光对接焊属于压力焊，通常在12v左右的低电压与600～1200A的强交流电的作用下在短时间内将两管端的温度升高直至将金属蒸发，从而对焊接区域形成保护[4]。该技术最早应用于前苏联，较为著名的有前苏联在英国与法国诺曼底海岸海底汽油的输送管道、乌连戈依中央输气管道等不锈钢焊管工程。但是与实芯焊丝气体保护自动焊、药芯焊丝自动焊技术相比，该技术的推广与应用受到较大的限制。主要表现在：该设备体积庞大，不适应地形复杂的不锈钢焊管现场焊接；适应性差，通常一套设备对应固定规格范围的管道焊接；缺乏统一的衡量标准，无法对焊缝进行无损检测等局限性。上述情况制约了电阻闪光对接焊技术的应用价值。但是该技术同样也存在着不可忽视的潜在优势，如焊接接头质量高、效率高、对于天气的适应性强及性价比高等，对于有高质量要求、天气环节恶劣、焊接任务重等管道焊接工程具有一较高的应用价值。这也要求国内外相关科研人员对该技术、设备的局限性进行有效的规避，提高该技术的实际应用能力，提高焊接行业的自动化水平。

3 结束语

与发达国家相比，我国在不锈钢焊管焊接作业中自动化焊接技术的应用水平相对较低。这也就要求我国相关焊接科研人员根据我国国情对当前实芯焊丝气体保护自动焊、药芯焊丝自动焊及电阻闪光对接焊等具有发展潜力的自动焊接技术进行创新，从而提高我国自动焊接技术水平。同时加强不锈钢焊管中自动化焊接技术的应用，从而保障油气输送的安全性。