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1、1 1 手工焊条上向焊焊接工艺简介手工焊条上向焊焊接工艺简介1.1 用途 主要用于中小管径和焊缝的返修焊接。1.2 工艺特点 焊接设备简单，只需要一台手工弧焊电源；焊接材料：根焊道采用E6010焊条(在外部返修根焊道缺陷时用)，其它焊道采用E5015(CHE507GX)焊条；操作难度较大；焊缝无损检测合格率较低；焊缝力学性能较好，特别是具有较高的塑韧性和抗裂性；焊接效率低。第1页/共32页2 2 手工焊条下向焊焊接工艺简介手工焊条下向焊焊接工艺简介2.1 用途用途 主要用于中等管径的焊接，也用于较大管径，主要用于中等管径的焊接，也用于较大管径，山区等地形较复杂，自动焊和半自动焊设备无法进山区等
2、地形较复杂，自动焊和半自动焊设备无法进入的地段或连头焊口的焊接。入的地段或连头焊口的焊接。2.2 工艺特点工艺特点 焊接设备简单，只需性能优良的手工弧焊直流电焊接设备简单，只需性能优良的手工弧焊直流电源；源；根焊道焊接采用根焊道焊接采用E6010纤维素焊条，此焊条的操作纤维素焊条，此焊条的操作性能良好，具有中等操作水平的焊工就可焊出合格性能良好，具有中等操作水平的焊工就可焊出合格的焊缝；的焊缝；第2页/共32页 热焊道采用热焊道采用E8010-G纤维素焊条，此焊条同样具纤维素焊条，此焊条同样具有良好的操作性能；有良好的操作性能；填充、盖面焊道采用填充、盖面焊道采用E8018-G低氢下向焊焊条，
3、低氢下向焊焊条，此焊条的操作性能较差；此焊条的操作性能较差；焊缝无损检测合格率比手工上向焊高，但比纤焊缝无损检测合格率比手工上向焊高，但比纤维素焊条下向焊和药芯焊丝下向焊低；维素焊条下向焊和药芯焊丝下向焊低；焊缝力学性能较好，具有较高的塑韧性和抗裂焊缝力学性能较好，具有较高的塑韧性和抗裂性；性；第3页/共32页3 3 自保护药芯焊丝半自动下向自保护药芯焊丝半自动下向焊焊接工艺简介焊焊接工艺简介自保护药芯焊丝半自动下向焊，目前采用了4种根焊焊接方法，分别是纤维素焊条下向焊、低氢焊条上向焊、STT半自动焊和RMD半自动焊。3.1 用途用途 药芯焊丝半自动下向焊，目前是我国长输管道工药芯焊丝半自动下
4、向焊，目前是我国长输管道工程的主要焊接方法之一。程的主要焊接方法之一。第4页/共32页3.2 工艺特点 3.2.1 焊条电弧焊(根焊)+自保护药芯焊丝半自动焊(填充、盖面焊)的工艺特点 焊接设备比较简单，只比手工焊增加一台送丝机；焊接材料：根焊道采用E6010纤维素焊条，其它焊道采用E71T8-Ni1药芯焊丝；第5页/共32页 此焊接方法具有较强的抗风能力，在风力不大于10m/s的情况下，风速对焊接质量无明显的影响；焊缝无损检测合格率高；焊缝的力学性能较好，但焊缝的塑韧性值(特别是低温韧性)具有较大的分散性；第6页/共32页3.2.2 STT(或RMD)半自动焊(根焊)+自保护药芯焊丝半自动焊
5、(填充、盖面焊)工艺特点 由于填充、盖面焊用的焊接方法与由于填充、盖面焊用的焊接方法与3.2.1相同，相同，这里主要介绍这里主要介绍STT和和RMD半自动焊的工艺特点。半自动焊的工艺特点。电弧燃烧稳定；操作容易；飞溅极小；焊缝成形美观；第7页/共32页 焊接烟尘和噪声小；焊接烟尘和噪声小；焊接成本较低；焊接成本较低；与手工焊相比焊接效率较高；与手工焊相比焊接效率较高；抗风能力较差。抗风能力较差。由于由于STT根焊焊道的厚度一般可达根焊焊道的厚度一般可达4mm，且不需，且不需用砂轮机进行清理，所以在焊接药芯焊丝半自动用砂轮机进行清理，所以在焊接药芯焊丝半自动焊后续焊道时，不易产生烧穿现象。焊后续
6、焊道时，不易产生烧穿现象。第8页/共32页4 4 管道全位置自动焊焊接工艺简介管道全位置自动焊焊接工艺简介目前我国采用的管道自动焊设备主要有目前我国采用的管道自动焊设备主要有PAW2000、NOREAST、CRC、PWT和和RMS等自动焊设备。等自动焊设备。焊接工艺组合如下：焊接工艺组合如下：STT(或或RMD)半自动焊半自动焊+PAW2000管道外焊自动焊；管道外焊自动焊；STT(或或RMD)半自动焊半自动焊+NOREAST管道外焊自动焊；管道外焊自动焊；STT(或或RMD)半自动焊半自动焊+CRC管道外焊自动焊；管道外焊自动焊；第9页/共32页 CRC管道内外自动焊；管道内外自动焊；NOR
7、EAST自动内焊焊自动内焊焊+PAW2000管道外焊自动焊；管道外焊自动焊；NOREAS自动内焊焊自动内焊焊+NOREAST管道外焊自动焊；管道外焊自动焊；NOREAST自动内焊焊自动内焊焊+CRC管道外焊自动焊；管道外焊自动焊；PWT外焊自动焊外焊自动焊(根焊根焊)+PAW2000管道外焊自动焊；管道外焊自动焊；PWT外焊自动焊外焊自动焊(根焊根焊)+NOREAST管道外焊自动焊管道外焊自动焊 STT(或或RMD)半自动焊半自动焊+RMS管道外焊自动焊。管道外焊自动焊。第10页/共32页4.1 根焊焊接工艺4.1.1 管道内焊自动焊 管道内焊自动焊设备是一种专门用于管道内焊根焊道的焊接设备。
8、1016管道内焊机，有6个焊接机头，左右两侧各三个。每个机头分别焊接60+5mm范围焊道的焊接。左(或右)侧的三个机头同时焊接，左(或右)侧焊接完成后，右(或左)侧的三个机头同时开始焊接，焊接方向都是下向焊。1219管道内焊机，有8个焊接机头，左右两侧各4个。每个机头分别焊接45+5mm范围焊道的焊接。左(或右)侧的4个机头同时焊接，左(或右)侧焊接完成后，右(或左)侧的4个机头同时开始焊接，焊接方向都是下向焊。第11页/共32页此焊接设备的此焊接设备的最大优点是焊接速最大优点是焊接速度快，焊接一道根度快，焊接一道根焊焊道的纯焊接时焊焊道的纯焊接时间只需间只需100s左右。左右。但此焊接设备通
9、常但此焊接设备通常只能适用一种管径只能适用一种管径钢管的焊接以及对钢管的焊接以及对管口的组装质量要管口的组装质量要求较高，这是此焊求较高，这是此焊接设备的两个缺陷。接设备的两个缺陷。图1 1 内焊机管道自动焊坡口型式51580907590第12页/共32页4.1.2 PWT管道自动焊 PWT管道自动焊设备是一种从管外部焊接根焊焊道、填充焊道和盖面焊道的管道自动焊设备。PWT管道自动焊设备在西气东输管道工程主要用于根焊道的焊接。PWT管道自动焊设备主要由柴油机驱动的焊接电源、焊接电流控制系统、焊接小车控制系统、供气系统、冷却系统、焊接小车、编程器和焊接小车轨道等部分组成。第13页/共32页表1
10、PWT1 PWT焊接系统与内焊机焊接系统比较项项 目目PWTPWT自动焊系统自动焊系统内焊机焊接系统内焊机焊接系统机头所处位置机头所处位置管外部管外部管内部管内部机头数量机头数量(个个)2 26 6（8 8）焊接方向焊接方向下向下向下向下向焊接时间焊接时间(s)(s)240240100100辅助时间辅助时间(min)(min)8 88 8PWT焊接系统与内焊机焊接系统的主要区别见表1。第14页/共32页4.2 填充盖面焊焊接工艺4.2.1 PAW2000管道自动外焊机 PAW2000管道自动焊设备是由管道特种机械研究所研制的，全套设备由焊接小车、焊接小车轨道、计算机自动控制柜、手持操作盒、笔记
11、本电脑、气体配比器、气瓶和电源等组成。PAW2000管道自动焊设备是用计算机精确控制各焊接位置的焊接工艺参数，自动控制的工艺参数有：送丝速度、焊接速度、摆动幅度、摆动速度、两侧停留时间。只要参数设定准确、焊工操作得当，可焊接出除根焊道外的各种优质焊道。焊枪的摆动方式为平摆，可焊接V型、U型及复合型坡口，一次焊接焊道的最大宽度为30mm。第15页/共32页4.2.2 NOREAST管道自动外焊机 NOREAST管道自动外焊机是从英国引进的，也是较早应用于我国管道工程的管环焊缝自动焊设备。全套设备包括焊接小车、小车轨道、控制箱、焊接参数输入器、供气系统和电源等。NOREAST管道自动外焊机是用计算
12、机控制各焊道的焊接工艺参数，在焊接过程中计算机不能对焊接参数进行自动调节，部分工艺参数可在一定的范围内手动调节。自动控制的工艺参数有：送丝速度、焊接速度、摆动频率。只要参数设定准确、焊工的操作水平较高即可焊接出除根焊道外的各种优质焊道。焊枪的摆动方式为角摆，可焊接V型、U型及复合型坡口，一次焊接焊道的最大宽度为15mm。第16页/共32页4.2.3 CRC管道自动外焊机 CRC管道自动外焊机是从美国引进的管道自动焊设备，全套设备包括焊接小车、小车轨道、控制箱、焊接参数输入器、供气系统和电源等。分为P200、P260、P600等。P200和P260 焊机是单焊枪焊机，可用于全部外焊焊道的焊接。P
13、600是双焊枪焊机，可用于填充和盖面焊道的焊接。通常情况下焊接填充焊道时，两焊枪一次焊接完成两层焊道；焊接盖面焊道时，两焊枪完成一层排焊时道。第17页/共32页图2 CRC焊道示意图第18页/共32页5 5 双管联焊工艺简介双管联焊工艺简介由于我国交通条件的限制，长输管道钢管的由于我国交通条件的限制，长输管道钢管的长度一般为长度一般为12m左右。如果钢管的长度能增加一左右。如果钢管的长度能增加一倍，则现场的施工进度会大大加快，且可降低施倍，则现场的施工进度会大大加快，且可降低施工成本。为了解决这一问题，在运输条件允许的工成本。为了解决这一问题，在运输条件允许的施工作业带附近设立双管联焊作业站。
14、即在双管施工作业带附近设立双管联焊作业站。即在双管联焊作业站内将二根钢管联接成一根长度为联焊作业站内将二根钢管联接成一根长度为24m左右的长钢管。这样在施工现场可减少一半的焊左右的长钢管。这样在施工现场可减少一半的焊接量。接量。第19页/共32页当管道工程管径大、管壁厚进，采用双管联焊当管道工程管径大、管壁厚进，采用双管联焊工艺其优势会更加明显。双管联焊焊接工艺通常有工艺其优势会更加明显。双管联焊焊接工艺通常有如下三种：一是，纤维素焊条下向焊接根焊焊道，如下三种：一是，纤维素焊条下向焊接根焊焊道，埋弧自动焊在滚轮架上连续焊接填充和盖面焊道；埋弧自动焊在滚轮架上连续焊接填充和盖面焊道；二是，采用
15、二是，采用STT半自动下向焊焊接根焊焊道，埋弧半自动下向焊焊接根焊焊道，埋弧自动焊在滚轮架上连续焊接填充和盖面焊道；三是，自动焊在滚轮架上连续焊接填充和盖面焊道；三是，改变钢管原有的坡口型式，在钢管的内外各焊接一改变钢管原有的坡口型式，在钢管的内外各焊接一道埋弧自动焊焊道。一和二的焊接效率与三相比低，道埋弧自动焊焊道。一和二的焊接效率与三相比低，但不需改变坡口型式，在出厂钢管的原坡口上进行但不需改变坡口型式，在出厂钢管的原坡口上进行焊接。三的焊接效率较高，但需重新加工坡口。焊接。三的焊接效率较高，但需重新加工坡口。第20页/共32页6 6 各种焊接方法操作人员培训各种焊接方法操作人员培训及操作
16、难度比较及操作难度比较随着焊接方法由手工焊向半自动焊、自动焊甚随着焊接方法由手工焊向半自动焊、自动焊甚至是智能化的焊接的发展，焊工的操作难度和劳动至是智能化的焊接的发展，焊工的操作难度和劳动强度都在下降，但设备的维护、维修、调整和焊接强度都在下降，但设备的维护、维修、调整和焊接工艺参数的设定的难度却在增加。下面就西气东输工艺参数的设定的难度却在增加。下面就西气东输管道工程所用焊接方法进行比较管道工程所用焊接方法进行比较(见表见表2)。第21页/共32页表表2 操作人员培训及操作难度操作人员培训及操作难度序序号号焊接方法焊接方法焊焊 工工维护、维修工维护、维修工培训时间培训时间(月月)合格比合格
17、比例例(%)(%)操作操作难度难度文化程文化程度度操作难度操作难度系数系数1 1焊条上向焊焊条上向焊101070701010初初 中中2 22 2焊条下向焊焊条下向焊6 680806 6初初 中中2 23 3药芯焊丝半自药芯焊丝半自动焊动焊7 780806 6中中 技技4 44 4STTSTT半自动焊半自动焊3 380805 5中中 技技5 55 5管道自动外焊管道自动外焊2 290904 4中中 技技7 76 6管道自动内焊管道自动内焊1 190903 3大大 专专8 87 7PWTPWT自动焊自动焊2 290905 5大大 专专10108 8埋弧自动焊埋弧自动焊1 195952 2中中 技
18、技4 4第22页/共32页7 7 各种焊接方法人员及设备配备各种焊接方法人员及设备配备以西气东输管道工程101614.6钢管，平原段各焊接方法的一个作业机组为例，进行人员和设备的比较。第23页/共32页表表3 人人 员员 及及 设设 备备 的的 配配 备备序序号号机机 组组名名 称称人人 员员 (人人)设设 备备 (台台/套套)管理管理人员人员焊焊工工其其他他合合计计吊吊管管机机焊接焊接设备设备对对口口器器坡坡口口机机其它其它设备设备合合计计参考参考价格价格(万元万元)1 1手工焊机组手工焊机组3 31616171736362 216161 10 08 82727100010002 2半自动焊
19、机组半自动焊机组3 31414171734342 214141 10 07 72424100010003 3管道自动焊机管道自动焊机组组3 31616151534342 216161 10 07 72626130013004 4内焊机自动焊内焊机自动焊机组机组4 41515151534342 214140 01 17 72424160016005 5全焊道外焊全焊道外焊自动焊机组自动焊机组4 41515151534342 215151 11 17 72626150015006 6CRCCRC自动焊机组自动焊机组5101530380171845007 7双管联焊机组双管联焊机组3 36 6161
20、625250 06 62 20 06 61414500500第24页/共32页8 8 焊接效率及焊接成本焊接效率及焊接成本焊接效率以各种焊接方法的一个作业机组，在良好的作业条件下，一天有效作业时间10 h完成的西气东输管道工程完成的101614.6焊口道数计算。焊接成本以作业机组的组装焊接完成每道焊口的成本(只包括组装焊接作业的人工费、设备费和材料费等)计算。第25页/共32页表表4 焊接效率、焊接成本焊接效率、焊接成本序号序号机组名称机组名称焊口焊口数量数量(道道/天天)成成 本本 (元元/道道)焊接材料焊接材料机组直接机组直接成本成本1 1手工焊机组手工焊机组151532032038003
21、8002 2半自动焊机组半自动焊机组2020240240350035003 3管道自动焊机组管道自动焊机组4040120120230023004 4内焊机自动焊机组内焊机自动焊机组50509090210021005 5全焊道外焊自动焊机组全焊道外焊自动焊机组45459090220022006 6CRCCRC自动焊机组自动焊机组7515025007 7双管联焊机组双管联焊机组4040353516001600第26页/共32页9 9各种焊接方法的焊接质量各种焊接方法的焊接质量 表表5 焊焊 接接 质质 量量 比比 较较序序号号机组名称机组名称根部根部面部面部无损检测无损检测力学性能力学性能质质 量
22、量稳定性稳定性1 1手工焊机组手工焊机组较好较好一般一般一般一般较好较好一一 般般2 2半自动焊机组半自动焊机组较好较好一般一般良好良好一般一般一一 般般3 3管道自动焊机组管道自动焊机组良好良好优秀优秀良好良好优秀优秀较稳定较稳定4 4内焊机自动焊机组内焊机自动焊机组优秀优秀优秀优秀良好良好优秀优秀较稳定较稳定5 5全焊道外焊自动焊机组全焊道外焊自动焊机组优秀优秀优秀优秀良好良好优秀优秀较稳定较稳定6 6CRCCRC自动焊机组自动焊机组优秀优秀优秀优秀良好良好优秀优秀较稳定较稳定7 7双管联焊机组双管联焊机组良好良好优秀优秀优秀优秀优秀优秀稳稳 定定第27页/共32页10 10 采用新的焊接
23、方法时应注意采用新的焊接方法时应注意的几个问题的几个问题 1、一个新的焊接工艺方法引进后，首先应从思想上、一个新的焊接工艺方法引进后，首先应从思想上重视，相信自己也相信这种新的工艺方法能够适重视，相信自己也相信这种新的工艺方法能够适用我国的国情，焊接出优质的焊口。不要出现一用我国的国情，焊接出优质的焊口。不要出现一点小小的问题就去否定这种新的工艺方法。点小小的问题就去否定这种新的工艺方法。2、一个新的工艺方法，不要第一次应用于工程，就、一个新的工艺方法，不要第一次应用于工程，就希望焊缝质量优，焊接一次合格率高，焊接效率希望焊缝质量优，焊接一次合格率高，焊接效率也高。因为接收任何一种新的事物都必
24、须有一个也高。因为接收任何一种新的事物都必须有一个适用的过程。适用的过程。第28页/共32页3、不要认为越是先进的设备，操作人员经过简单的、不要认为越是先进的设备，操作人员经过简单的培训，就可焊的又快又好。越是先进的设备越需培训，就可焊的又快又好。越是先进的设备越需要高素质的人员去操作。只有操作得当，才能发要高素质的人员去操作。只有操作得当，才能发挥出先进设备的优越性。挥出先进设备的优越性。4、不要设备还没有应用或刚应用于工程，就看不惯、不要设备还没有应用或刚应用于工程，就看不惯国外的做法，按自己的想法去操作去调整。设备国外的做法，按自己的想法去操作去调整。设备经一定的时间使用后，积累了一些经验，经反复经一定的时间使用后，积累了一些经验，经反复论证和实践，确认所引进的设备存在不足，方可论证和实践，确认所引进的设备存在不足，方可进行改进。进行改进。第29页/共32页5、一套新的焊接设备引进后，应尽量使设备在较、一套新的焊接设备引进后，应尽量使设备在较好的环境下运行。不要使设备处于极限状态下好的环境下运行。不要使设备处于极限状态下运行。运行。第30页/共32页第31页/共32页感谢您的观看！第32页/共32页