長(zhǎng)輸油管道帶壓開孔焊接電源及方法

長(zhǎng)輸油管道帶壓開孔焊接電源及方法

長(zhǎng)輸油管道帶壓開孔工程施工中，帶壓開孔短節(jié)焊接所用設(shè)備也隨著電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，焊接工藝也開始向數(shù)字化逆變焊接電源是弧焊電源發(fā)展。焊接設(shè)備體積小、重量輕、節(jié)能省材，而且控制性能好，動(dòng)態(tài)響應(yīng)快，很容易于實(shí)現(xiàn)帶壓開孔短節(jié)焊接過程的實(shí)時(shí)控制，在性能上具有很大優(yōu)勢(shì)。同時(shí)集成了專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等智能控制方法的數(shù)字化逆變焊接電源，可以實(shí)現(xiàn)一元化調(diào)節(jié)，對(duì)焊接過程中出現(xiàn)的不確定因素做出實(shí)時(shí)處理，保證穩(wěn)定的焊接過程和焊接質(zhì)量。

國(guó)內(nèi)一些焊機(jī)生產(chǎn)廠家早已成功推出軟開關(guān)控制的逆變焊機(jī)，雙絲雙弧、雙絲單弧、多絲多弧等技術(shù)在國(guó)外也有應(yīng)用。 現(xiàn)在，我國(guó)逆變焊機(jī)電源已形成四代產(chǎn)品：第一代是以可控硅 SCR 為主功率器件的逆變器；第二代是晶體管逆變器；第三代是場(chǎng)效應(yīng)管逆變器；第四代是 IGBT 逆變器，其逆變頻率高，飽和壓降低，功耗小，效率高，無噪聲，與前三代逆變器相比，優(yōu)勢(shì)更明顯。

但是，目前帶壓開孔工程施工現(xiàn)場(chǎng)還很少使用 IGBT 逆變焊機(jī)。纖維素型焊條焊接時(shí)采用一般的直流焊機(jī)，在小電流時(shí)易出現(xiàn)斷弧、粘條、電弧不穩(wěn)等問題。低氫型焊條對(duì)弧焊設(shè)備的要求較低，一般的直流弧焊設(shè)備即可滿足要求。管道施工中手工電弧焊使用的焊機(jī)主要是這 類產(chǎn)品。

自保護(hù)藥芯焊絲焊接時(shí)，可選用DC-400 直流電源+LN-23P送絲機(jī)等設(shè)備。

1.焊接方法和設(shè)備

目前國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)輸管道常用焊接方法主要有：

（1）手工焊，包括藥皮焊條電弧焊（SMAW） 、手工鎢極氬弧焊（TIG） ；

（2）半自動(dòng)焊，包括熔化極氣體保護(hù)半自動(dòng)焊[包括活性氣體保護(hù)STT(Surface Tension TransferTM)半自動(dòng)焊、半自動(dòng)熔化極氬弧焊（MIG） 、半自動(dòng)活性氣體保護(hù)焊（MAG） 、自保護(hù)藥芯焊絲電弧焊（FCAW） ；（3）熔化極活性氣體保護(hù)自動(dòng)焊（AW）。

此外，還有埋弧自動(dòng)焊（SAW） 、電阻焊—閃光對(duì)焊（FBW）等。我國(guó)目前管道工程主要是以自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊和熔化極活性氣體保護(hù)自動(dòng)焊為主。

1.1 手工焊

手工焊主要指焊條電弧焊和手工鎢極氬弧焊。

1.1.1焊條電弧焊

在帶壓開孔施焊過程中具有靈活簡(jiǎn)便、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，同時(shí)由于焊條工藝性能的不斷改進(jìn)，其熔敷效率、力學(xué)性能仍能滿足當(dāng)今管道建設(shè)的需要，尤其時(shí)焊接補(bǔ)焊時(shí)應(yīng)用更廣泛。焊條為纖維素型焊條和低氫型焊條，其下向焊和上向焊兩種方法的有機(jī)結(jié)合及纖維素焊條良好的根焊適應(yīng)性在很多場(chǎng)合下仍是其它焊接方法所不能代替的。

1.1.2手工鎢極氬弧焊

焊接質(zhì)量好，背部無焊渣，一般用來進(jìn)行站場(chǎng)壓縮機(jī)進(jìn)出口、球閥等設(shè)備，以及管徑較小、壁厚較薄的工藝管道，安放式角焊縫的安裝焊接。鎢極氬弧焊方法要求焊前嚴(yán)格進(jìn)行坡口清理，焊接過程中須有防風(fēng)措施。

1.2 半自動(dòng)焊 即自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊和CO2氣保護(hù)半自動(dòng)焊，它們都是下向焊方法。

1.2.1自保護(hù)藥芯焊絲半自動(dòng)焊

該項(xiàng)技術(shù)在 1996 年的庫鄯線管道工程中首次應(yīng)用于，隨后在國(guó)內(nèi)其它管道工程中推廣應(yīng)用。這種焊接方法操作靈活，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，焊接熔敷效率高，焊接質(zhì)量好，焊工易于掌握，焊接合格率高，是目前國(guó)內(nèi)管道工程中重要的填充、蓋面焊方法。

1.2.2CO2氣保護(hù)半自動(dòng)焊

隨著焊接電源特性的改進(jìn)，通過控制熔滴和電弧形態(tài)，CO2氣保護(hù)焊的飛濺問題已基本解決，并開始在管道焊接中扮演重要角色，如STT型CO2逆變焊機(jī)的應(yīng)用等。這種焊接方法操作靈活，焊工易于掌握，對(duì)不同的坡口適應(yīng)性強(qiáng)，焊接質(zhì)量好，焊接效率高，焊道光滑，但焊接過程受環(huán)境風(fēng)速的影響較大。STT半自動(dòng)根焊要求管口組對(duì)過程中保持對(duì)口間隙均勻一致，否則將會(huì)在后序的填充、蓋面焊道中產(chǎn)生坡口邊緣未熔合、夾渣等缺陷。