PWS公司螺旋埋弧焊管预精焊生产中的现代化技术

介绍了德国西马克梅尔集团所属的PWS公司现代螺旋埋弧焊管预精焊技术的来源和发展,重点说明了螺旋成型预焊机组(SPM)的构成;两种不同设计的精焊机架,即螺旋驱动型精焊机(HFWM)和正交型精焊机(OFWM)的特点;带钢宽度自适应铣边系统(ASEM)在保证带钢边部坡口方面的独有特性;PWS数字焊接系统在焊接全过程中5 kH...     

螺旋埋弧焊管预焊焊接设备与工艺

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产中预焊技术的特点及其焊接设备与焊接工艺。采用两台DC1000A进口电源、Ar+CO2+O2三元混合气体配比器、英国某公司开发的激光跟踪系统和哈尔滨焊接研究所研制的陶瓷复合喷嘴可自身旋转清渣的大电流MAG空冷焊枪,结合大电流高速MAG焊焊接工艺进行预焊,对预焊后的试样焊缝成形和金相组织进行了分析,并对精焊后试样的焊缝和热影响区进行了冲击性能分析,得到了预期的结果。     

螺旋焊管精焊焊缝常见缺陷及预防措施

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产工艺的发展概况,以及预精焊法生产螺旋埋弧焊管的工艺过程。预精焊生产工艺与传统的一步法相比具有明显的优势,生产效率更高,所生产的钢管外形尺寸更好、焊缝质量高、残余应力小。分析了螺旋埋弧焊管多丝埋弧精焊焊缝产生焊接裂纹、咬边、气孔和夹渣、未焊透等缺陷的原因,并根据生产实际提出了预防措施,为螺旋焊管预精焊技术的广泛应用积累了经验。     

预精焊高速螺旋成型稳定性的影响因素与控制

介绍了采用预精焊工艺生产螺旋埋弧焊管的工艺特点及工业化生产优势。针对预精焊螺旋成型递送速度快的特点,对原材料、装备水平、成型工艺参数、调型试车质量和生产监控调整等影响成型稳定性的因素进行了系统分析,提出了有效的控制措施和解决办法,对螺旋焊管预焊技术的深化应用、预焊机组的工艺（设备）设计及预焊管现场生产具有一定的借鉴及指导意义。     

螺旋焊管预焊机组成型、预焊离线操作改造

为了提升螺旋焊管预焊机组成型和预焊操作岗位的自动化控制水平,改善员工的工作环境,对螺旋埋弧焊管预焊机组原有成型和预焊岗位进行了离线操作改造。通过对成型和预焊岗位工艺参数的自动采集、设备运行状态的监视和岗位远程控制,成功实现了成型和预焊岗位的离线操作,并进行现场应用。应用结果表明,使用离线操作生产的焊管质量更加稳定,改善了操作人员的工作环境,提高了螺旋焊管预焊机组的信息化和智能化水平。     

螺旋埋弧焊管预精焊预焊气孔成因及解决措施

为了解决螺旋埋弧焊管预焊焊缝气孔缺陷,提高精焊埋弧焊缝质量,通过对预焊气孔产生原因和焊接工艺进行分析,提出了预焊焊缝气孔的预防措施。结果表明,预焊焊缝出现气孔的主要原因是空气混入保护气体以及坡口两侧存在铁锈;在熔池凝固过程中,在焊缝表面和内部产生气孔,最终在预焊焊缝成形后形成气孔缺陷。在钢管预焊焊接时采用高Si/Mn元素焊丝、控制保护气体比例及流量、严格执行合缝间隙和坡口清洁等措施均可避免预焊焊缝气孔的产生,从而提高焊管质量。     

精焊焊缝纠偏系统的研制

分析了目前螺旋埋弧焊管精焊生产线上所用内外焊焊缝激光跟踪系统存在的问题。介绍了精焊焊缝纠偏系统的工作原理和基于PROFIBUS工业总线可编程控制器PLC在内外焊焊缝激光跟踪系统中的应用,给出了系统架构和系统功能。描述了该系统硬件电路的设计和系统控制程序的设计及调试。试运行结果表明,该系统可靠性高,控制功能较为完善,操作方便,保障了精焊内外焊缝激光跟踪系统的正常运行。     

螺旋埋弧焊管生产线精焊机组电气控制系统分析

为了实现螺旋埋弧焊管焊接制造过程的信息化管理及焊接系统的稳定性、提高产品质量,对预精焊螺旋埋弧焊管生产线中精焊机组电气控制系统进行了数字化技术改造。分析了精焊机组电气系统的控制原理,并以焊接系统为例,详细介绍了林肯Power Wave 1000SD数字焊机、XM控制系统、自动跟踪系统、驱动系统之间的关系。数字化技术的应用简化了生产过程的智能化闭环反馈,实现一台设备内多个外设同步协同控制,提升了焊接系统的稳定性。同时通过以太网实现与MES、物联网等信息化系统的融合,实现了焊接制造过程信息化管理,为智能化工厂建设奠定了基础。     

螺旋埋弧焊管超高速预焊工艺研究

在两步法(预精焊法)制造螺旋埋弧焊管生产过程中,预焊质量对精焊及焊管成品质量的影响较大。为了提高预焊焊接质量,设计了超高速CO2气体保护的预焊工艺,调整分析了螺旋埋弧焊管超高速预焊时的电弧形态、熔滴过渡形式,阐明了飞溅物产生和驼峰焊道的形成过程。通过系列试验研究了不同焊接工艺参数对飞溅物产生和焊缝成形的影响规律。研究结果表明,大电流、低电压、保护气体的氧化性、合适的坡口形状和焊接位置都能促进粗丝高速CO2气体保护焊获得稳定的焊接过程。同时,通过焊接试验得到了超高焊速下无有害飞溅物和焊缝成形良好的工艺参数,对指导实际生产具有重要意义。     

预精焊螺旋焊管精焊机组焊缝跟踪方式研究

两步法预精焊生产是螺旋埋弧焊管生产的一个重要发展方向,而焊缝自动跟踪是精焊机组自动控制系统的一个重要组成部分。通过对跟踪系统跟踪原理的分析与焊缝跟踪驱动方式的介绍,说明了精焊机组焊缝跟踪的实现原理。最后,介绍了一种内焊跟踪外置的跟踪方式,并对其优缺点进行了简单的分析。     

螺旋埋弧焊管外焊缝形状控制技术探讨

分析了影响螺旋埋弧焊管外焊缝形状的主要因素,这些因素主要是焊接电流、电弧电压、焊接速度、焊丝偏心距、焊丝倾角及侧倾角、焊丝间距、焊丝伸出长度、焊接坡口、成型控制以及焊剂等焊接设备的选择等,通过对这些因素的合理选择与控制,从而获得良好的焊缝成形。最后提出了采用磁控电弧焊及预精焊工艺进一步改善焊缝成形的特殊途径,以便更好地满足钢管防腐对外焊缝形状的要求。     

螺旋焊管预焊焊缝视觉传感跟踪技术的研究

针对螺旋焊管CO2 气体保护焊预焊生产工艺,研究了以激光为主动光源的焊缝视觉传感跟踪系统。采用自主研制的激光视觉传感器进行焊缝图像的采集,利用VC++6.0软件对图像数据进行滤波和二值化处理,消除飞溅、坡口反光、弧光等对焊缝激光条纹图像的影响,能够准确计算出焊缝偏差,从而控制焊丝对准焊缝。试验结果表明,该系统的可靠性、响应速度、检测精度均满足实际生产的要求,系统的响应周期小于60 ms,检测精度高于±0.1 mm。     

螺旋埋弧焊管预精焊焊接接头性能分析

介绍了螺旋埋弧焊管预精焊生产工艺,对预精焊工艺生产X70钢级φ1 016 mm×17.5 mm螺旋埋弧焊管焊接接头拉伸试验、夏比冲击试验、维氏硬度试验等试验结果进行了统计分析,并与传统的一步法工艺进行了对比.结果表明,预精焊生产工艺焊接接头抗拉强度与一步法工艺基本相当,夏比冲击韧性、维氏硬度等性能略优于一步法工艺,综合...     

钢级管线钢焊管研制

介绍了X80及X100管线钢管的开发,重点针对国家高强度管道建设工程的需要,介绍了高强度大直径埋弧焊管机组以及为适应X80钢管生产进行的制管工艺技术方面的研究改进,包括开发出适应于高速焊接的高强度、高韧性焊接材料,使西气东输二线用1 219 mm×18.4 mm X80螺旋焊管焊速达到1.75 m/min;研究了X80管线钢经受焊接热循环后性能变化规律及组织特征,提出合理的焊接线能量参数。介绍了1 219 mm×18.4 mm X80螺旋埋弧焊管、1 219 mm×15.3 mm X100螺旋埋弧焊管实物产品性能。采用国产X80管线钢以及自主研究开发的埋弧焊接材料,成功开发出了X80钢级1 219 mm×18.4 mm螺旋埋弧焊管和1 219 mm×22 mm直缝埋弧焊管产品,目前已为西气东输二线工程生产X80螺旋埋弧焊管和直缝埋弧焊管超过100万t,并在螺旋焊管机组上进行了1 219 mm×15.3 mm X100螺旋埋弧焊管试制。     

大壁厚螺旋埋弧焊管补焊工艺研究

为了研究大壁厚螺旋埋弧焊管多次补焊后焊缝性能的变化情况,利用夏比冲击试验、拉伸试验、弯曲试验、硬度检测和金相检验等方法对壁厚为21.4 mm的螺旋埋弧焊管不同补焊工艺完成的焊接接头进行了检验。结果发现,5种不同补焊工艺下焊接接头的拉伸性能、冲击韧性、弯曲性能及硬度值均满足标准要求,与原始焊接接头相比,补焊后的试样焊接接头微观组织未发现严重的晶粒长大现象,且未出现其他脆性组织,经理化检验和无损检测,3次至5次补焊性能也均能满足西气东输管线标准要求,为多道次的补焊工艺推广打下坚实的理论基础。     

螺旋埋弧焊管内焊送丝系统

分析了螺旋埋弧焊管内焊送丝系统的两种形式,对比了新、旧三维调整焊枪机构及其优缺点,论述了软管送丝机构及其优越性。相对于焊枪送丝机构,软管送丝机构能更好地适用于焊管内焊单丝、双丝、多丝焊接,尤其适用于426 mm以上规格的螺旋焊管内焊焊接。软管送丝机构的稳定性为保持焊接参数的稳定提供更好的机械保障,同时使焊炬倾角的调整灵活、方便,是焊枪送丝机构无法比拟的。     

新型大电流空冷MAG焊枪研制

对螺旋埋弧焊管预精焊生产中MAG预焊时飞溅易粘附喷嘴和焊枪以及焊枪清理困难的现象进行了分析。介绍了集防粘渣功能和自身旋转清枪功能于一体的新型大电流空冷MAG焊枪的研制,新型MAG焊枪喷嘴采用陶瓷外壁复合导热性良好的铜合金材料,这种复合喷嘴不仅可以减少飞溅在喷嘴上的粘附量,而且使陶瓷内芯的抗冲击性能大幅度提高,延长了喷嘴的使用寿命。金属陶瓷复合喷嘴的采用,使新型MAG焊枪在600～1 500A大电流条件下连续工作而不用水冷系统。同时,在焊枪结构设计中引入了环形清渣刀和旋转过渡套,解决了连续生产中喷嘴粘渣和清渣问题。新型大电流空冷MAG焊枪经现场使用证明,螺旋埋弧焊管生产效率提高了30%以上。