国产数控式管道内环缝多焊炬自动焊机研究及应用

为了解决大口径管道施工中环焊缝根焊的效率和质量问题,采用管道内环缝多焊炬自动焊机可以实现这一目的.国产数控式管道内环缝多焊炬自动焊机采用以CPLD可编程逻辑器件为核心的全数字控制技术,有效地实现了整机的定位、对口、焊接、自动行走等一系列动作的自动化控制.通过大量的内焊试验,制定了合理的内焊工艺.现场应用表明,国产数控式管道内环缝多焊炬自动焊机整机结构合理、控制先进、操作简便,焊出的内焊缝符合工程检验标准和规范.     

管道全位置自动焊机的专用电源及焊接工艺

为实现管道全位置自动根焊,突破了传统的气体保护焊"恒压、等速送丝"系统的电压和送丝速度(即电流)的搭配关系,采用短路能量与燃弧能量自适应调节技术,研制成功专用的电弧能量调节器,通过IGBT的高速开关作用调节短路过渡MAG焊接过程中短路能量和燃弧能量的分配,保证电弧在更低电压、更大电流条件下稳定燃烧,以适应管道全位置根焊在小熔池基础上的高能量输入,实现了长输管线的全位置立向下自动根焊工艺.结果表明,其焊接效率较传统的手工纤维束焊条或TIG焊接工艺打底有明显的提高.     

PAW2000管道全位置自动焊机

管道全位置自动焊机是管道环缝自动焊接的专用设备，其自动化程度高、操作简单方便。在长输管道建设中使用自动焊机，不但可以确保焊接质量、提高焊接效率．还可大幅度降低工人的劳动强度，为企业创造可观的经济效益。     

管道环焊缝多焊炬自动内焊机关键技术分析

管道环焊缝自动内焊机主要用于管道环焊缝焊接施工中的管口组对和根焊焊接,相比其它的根焊设备和技术,内焊机完成根焊质量可靠,效率最高.重点研究了长输管道环焊缝多焊炬自动内焊机的总体设计、数字式控制系统、细丝焊接电弧的控制及环焊缝自动内焊工艺等关键技术.现场实际应用表明,研究出的环缝多焊炬自动内焊机结构合理、控制先进,完成一个环焊接头根焊用时仅90 s.其可靠性和野外环境适应性完全满足现场焊接施工要求.

Abstract：

The pipeline internal circumferential automatic welding machine (PIW machine) has been mainly used for pipe alignment and welding root pass in course of pipeline construction. Compared with the other root pass equipment and technologies, PIW machine has the higher efficiency and better root quality. This paper researches the key technologies such as the entire design of PIW machine with multi-torches, digital control system, arc-control for small size wire and the internal welding process. The site application indicates PIW machine with multi-torches has the advantages of reasonable structure and advanced control system, its welding speed is 90s per joint. Its reliability and the filed adaptability to environment meet the site welding construction request completely.     

APW型全位置管道自动焊机

APW型全位置管道自动焊机是由中国石油集团工程技术研究院新研制的处于国内先进水平的新型焊机，该产品具有以下技术特点：     

管道全位置自动焊的研究现状及展望

管道全位置自动焊是一种近几年发展比较快的管道现场焊接技术。本研究从全位置自动焊的分类出发,分别介绍了全位置氩弧焊、全位置熔化极气体保护焊、全位置高能束焊和激光复合焊的成形原理、适用范围及优缺点,并对以上焊接方法进行了总结对比。在此基础上展望了管道全位置自动焊接未来的发展方向:高精度的传感器的研究、焊缝成形机理研究以及高能束焊接方法的在管道全位置焊接的应用是今后研究的热点;等离子弧焊接是管道全位置焊接未来的发展方向之一;钛及钛合金等有色金属的全位置自动焊技术也是未来的发展方向之一。     

管道全位置自动焊机控制系统的算法设计

介绍了管道全位置自动焊机的控制特点和焊接参数的控制方法,采用构造三弯距求解的三次B样条插补算法将目标点进一步不等分细化,使运动曲线更加光滑,并给出了便于空间位置参数曲线实时运算的迭代关系式;在运动过程中采用PID算法进行调节,使得整个焊接的控制参数不仅可以实现在线修改,而且保证了圆周空间不同位置参数的圆滑过渡,最终达到高速且在空间位置点上稳定焊接等设计要求,从而大幅度提高了施工质量和效率。     

管道全位置焊接参数控制系统

众多焊接参数的合理匹配和有效控制是管道环缝全位置焊接过程自动化的难题之一。结合路径示教、参数匹配及参数控制等技术，建立了管道环缝全位置焊接过程自动控制系统，并介绍了其工作原理、系统构成和软件设计。该系统能根据焊接位置自动匹配焊接电流、电弧电压、焊接速度以及焊炬摆动的速度和幅度等参数，并通过调节送丝速度实现了焊接电流的PID控制，通过调整焊炬高度实现了电弧长度的模糊控制。该系统还具有离线编程、路径示教和记忆跟踪等功能。将该系统用于非旋转管道环缝全位置焊接过程，实现了打底、填充和盖面焊接的自动控制。结果表明，实际焊接参数与预设值吻合良好，焊缝成形稳定。     

管道全位置自动焊焊接缺陷特点及其预防

在西气东输二线东段施工中,统计分析了1 700道φ1 219 mm×18.4 mm管道全位置自动焊焊接缺陷,发现环焊缝仰焊位置是产生超标缺陷最多的区域,而细长的未熔合是超标缺陷的主要形式。加强焊接过程控制是克服和提高管道自动焊合格率的重要措施。     

长输管道全位置自动封底焊机的研制

通过研究具有较高穿透力的组合脉冲熔化极焊接电源,结合全位置自动焊接参数控制技术,研制出适用于长输管道自动根焊的经济实用型成套设备及配套焊接工艺。     

A-TIG焊在核电管道全位置焊接中的应用

研究了活性焊接法在核电管道全位置焊接中的应用.在管道上涂敷活性剂后熔池的受力状况发生根本变化,完全不同于传统的氩弧焊接,熔池流体流动始终是从熔池边缘流向熔池中心,从而增加熔深、变窄熔宽.在分析涂敷活性剂时熔池受力变化的基础上制定了焊接规范,管道全位置焊接时分6段进行参数设置,每一段采用不同的焊接参数.对6 mm厚的不锈钢管道焊接时不开坡口,将活性剂刷涂于待焊焊道表面,使用管道全位置焊机进行焊接,可以一次焊透,并能单面焊双面成型.突破了管道全位置焊机只能焊接薄壁管的局限性,进一步扩大了管道全位置焊机的使用范围,提高焊接效率.     

自动焊接设备在全位置焊中的应用

分析了自动焊接设备的机械结构、控制系统硬件等关键技术问题，以及自动焊接设备在野外焊接中的应用前景。     

Research on key control technologies of all-position automatic welding machine

The pipeline all-position automatic welding machine system is a special welding system for automatically welding circumferential joint of pipeline on site, which has been widely used to the long-distance pipeline construction projects due to the advantages of automatic control for welding parameters at all-position, moving speed of bugs and operating. In this paper, the key control technologies of PAWM all-position automatic welding machine (developed by Pipeline Research Institute of CNPC) such as the automatic control system, control software, personal digital assistant (PDA) software and complex programmable logic device(CPLD) program as well as the control method of welding parameter have been described detailedly. With the higher welding quality, higher welding efficiency and lower labor intensity, PAWM all-position automatic welding machine has been successfully applied in many famous pipeline construction projects.     

长输管道全位置激光-电弧复合焊接技术

采用激光-电弧复合焊接技术开展管道的全位置激光-电弧复合焊接可行性研究．结果表明,激光-电弧复合焊接工艺能够适应管道环焊缝焊接的要求．在从0°～180°的焊接过程中,通过调整焊接参数,均能够获得成形良好的焊缝．金相观察表明,母材和焊材熔合良好;焊接接头中心区狭长,具有激光焊的特点;热影响区具有电弧焊的特点;金相组织不受位置影响．焊接接头的硬度接近母材,抗拉强度接近或超过母材;在无内部缺陷的情况下,弯曲试验和冲击试验结果满足现行标准要求．     

核电厂管道卡钳式全位置自动焊工艺

针对传统焊接方式已不能满足当前核电工程建设和未来核电检修需要的现状,通过前期的市场调研、设备选型、工艺开发和工程应用等过程,研究出一套成熟的卡钳式全位置自动焊方法用于核电厂现场管道的焊接,可有效节约成本、保证焊接质量、提高施工效率,为后续核电厂管道领域自动焊的推广应用提供参考和借鉴.     

碳钢管道全位置自动TIG焊

以20# 碳钢管φ88.9×4.5管-管对接焊接为例,简述碳钢管道全位置自动TIG焊的焊接工艺和操作要点.主要包括:工作条件;坡口型式的选择和加工;组对工艺参数和要求;焊接试验前的准备;分析主要工艺参数对焊缝成形的影响;根据全位置焊接过程中的受力特点,合理划分焊接区间,通过试验优化焊接工艺参数;最后按照标准进行一系列检...     

海底管道铺设用全位置自动焊机械系统设计

海底管道是重要的海洋石油天然气运输方式,我国在深海铺管技术等方面与国外先进水平相比还有明显的差距,迫切需要研制相应的高效焊接设备.在深入剖析国内外广泛应用的几种焊机结构的基础上,设计了一种新型S型海底管道铺设用全位置自动外焊机,并通过实验验证了所设计的深水海底管道铺设用全位置自动焊机的可行性和有效性.