一种管道固定口全位置MAG机动焊焊接工艺及应用的制作方法

本公开属于焊接技术领域，具体涉及一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺及应用。

背景技术：

目前，石油化工行业中的管道的焊接一般采用钨极氩弧焊、焊条电弧焊、埋弧自动焊等焊接方法。

钨极氩弧焊是采用纯钨或活化钨作为电极的惰性气体保护焊，用氩气作为气体，是气体保护焊的一种，通常又叫做“tig”焊。电弧燃烧过程中，电极是不熔化的，故易维持恒定的电弧长度，焊接过程稳定。其主要缺点焊接效率低、成本高，对焊前清理要求严格，需要特殊的引弧措施，紫外线强烈、臭氧浓度高，抗风能力差。

焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的电弧焊方法。焊接设备比较简单，价格相对便宜并且轻便。焊接操作时不需要复杂的辅助设备，只需配备简单的辅助工具。其缺点是：对焊工操作技术要求高，焊条电弧焊的焊接质量在一定程度上决定于焊工操作技术。焊工的手工操作和眼睛观察完成全过程，焊工的劳动强度大，并且始终处于高温烘烤和有毒的烟尘环境中，劳动条件比较差。焊接工艺参数选择范围较小；另外，焊接时要经常更换焊条，并要经常进行焊道熔渣的清理，与自动焊相比，焊接生产率低。

埋弧焊是利用焊丝与焊件之间的电弧做热源，利用敷设在焊件上的颗粒状焊剂层对电弧及熔池进行保护的电弧焊方法。其缺点是：埋弧自动焊在焊接过程中焊工不能直接观察熔池的变化，容易产生偏移及未熔合，不能及时调节工艺参数，需要焊接前在焊枪一侧装有导引线，使焊枪喷嘴始终对准焊缝中心，确保焊缝不焊偏。埋弧焊设备比较复杂，维护保养工作量大，管道焊接仅限于平焊位置，对于其它位置的焊接难以实现。

发明人了解到，现有管道二次预制焊口及现场固定口在采用上述方式进行焊接时，会遇到上述焊接方法自身带来的缺点，同时受焊接工艺的影响，焊接效率低，施工成本高，焊接质量不稳定，容易出现焊接缺陷。

技术实现要素：

本公开的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺，能够提高施工进度，保证了焊接质量，降低了焊接施工综合成本，且本焊接工艺在管道二次预制和现场水平固定口焊接中适应范围广，在管道实际焊接应用中效果良好。

为实现上述目的，本公开的第一方面提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺，包括以下步骤：

在焊接电源上设置输出焊接的脉冲电流与电压数值；

将脉冲电流与电压输送到实芯焊丝；

实芯焊丝通过送丝轮将实芯焊丝盘上的实芯焊丝送到电弧燃烧处；

电弧在管道上燃烧形成焊缝；

继续下一焊缝的焊接。

本公开的第二方面提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺在a106gr.b管道焊接时的应用，脉冲电流为140a-150a，焊材选用a106gr.b的实芯焊丝；电弧长度为8mm-12mm；保护气体为80％ar+20％co2；焊枪倾角为80°～90°。

本公开的第三方面提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺在耐热钢335-p11、335-p11管道焊接时的应用，脉冲电流为130a-140a，焊材选用耐热钢a335-p11或a335-p11的实芯焊丝；电弧长度为8mm-11mm；保护气体为80％ar+20％co2；焊枪倾角为80°～85°。

本公开的第四方面提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺在奥氏体不锈钢a312tp316、a312tp347焊接时的应用，脉冲电流为120a-130a，焊材选用奥氏体不锈钢bohlergma316或奥氏体不锈钢bohlergma347的实芯焊丝；电弧长度为7mm-10mm；保护气体为98％ar+2％co2；焊枪倾角为85°～90°。

以上一个或多个技术方案的有益效果：

(1)对比钨极氩弧焊、焊条电弧焊，本公开一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺在焊接过程由机械和手持遥控器操作完成，受人为因素限制较小。显著提高焊接质量和效率、减轻操作人员的劳动强度。

(2)本公开一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺，与传统的焊条电弧焊高压管道焊接实际效果对比分析可知:本实施例一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺是手工电弧焊的3-4倍，焊接一次合格率高，焊接质量稳定可靠，在高压管道二次预制和现场焊接施工中其优势更为突出，值得推广应用。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

图1为本公开实施例1中焊接工艺的流程示意图。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征；步骤；操作；器件；组件和/或它们的组合。

正如本公开所述，在石油化工装置建设中，依靠常规的钨极氩弧焊、手工电弧焊已满足不了高压管道焊接的需求，由于焊接生产率低，且焊接质量不稳定、依赖于焊工的操作技巧和经验，焊工劳动强度大，劳动条件差。随着石油化工行业大口径、厚壁管道的迅速发展，管道使用周期的延长，管道进行升级较快，施工周期越来越短，对于提高焊接质量和施工效率是保证工程建设的前提条件。针对这一突出问题，本实施例提出轨道式管道全位置固定口机动焊实芯焊丝熔化极脉冲焊接工艺，下面结合附图和具体实施方式对本实施例做进一步的说明。

轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺，是管子固定不动，焊接小车绕着楔形带轨道转动，从而实现管道全位置(平、立、仰)焊接的方法。管道固定口机动焊焊接装置由焊接小车、行走轨道、自动控制系统等部分组成。焊接过程由机械和手持遥控器操作完成，受人为因素限制较小。显著提高焊接质量和效率、减轻操作人员的劳动强度。在大管径、大壁厚管道的深度预制，以及施工现场的部分固定口焊接具有很大使用价值。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺，包括以下步骤：

步骤1，焊接电源上设置输出焊接的脉冲电流与电压数值；

步骤2，将脉冲电流与电压输送到实芯焊丝；

步骤3，实芯焊丝通过送丝轮将实芯焊丝盘上的实芯焊丝送到电弧燃烧处；

步骤4，电弧在管道上燃烧形成焊缝；

步骤5，继续下一焊缝的焊接。

步骤2中，焊接电源输出的电源电压为18-20v。步骤3中，管道焊接部位的坡口为双v型坡口，坡口角度为56-80°。实芯焊丝的焊材适配于要焊接的管道的材质，实芯焊丝直径为1.0-1.6mm。实芯焊丝的干伸长度为9-13mm。所述实芯焊丝的焊接速度为8cm-18cm/min，电弧长度大于8mm。

实施例2

本实施例提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺在a106gr.b管道焊接时的应用，其具体的焊接步骤与实施例1相同，区别点在于如下：

步骤1中，所述脉冲电流为140-150a，所述电压为18-20v。

焊接过程中，焊接电流实际指的是送丝速度，焊接电流的大小取决于送丝速度的快慢，使用过大的焊接电流，线能量对焊接材质里的合金成分过度烧损，使焊缝的综合性能变差。在热焊层填充过程中容易击穿打底层焊缝，焊缝氧化，产生较大的飞溅会使导电嘴端部堵塞堵，熔池变大液态金属增多熔池不易控制，液态金属造成流淌下坠，焊缝成形凹凸不平，产生扎丝和炸丝现象。

步骤2中，待焊接管道焊接部位的坡口为双v型坡口，坡口角度为56-80°。

步骤2中，焊材选用a106gr.b(hic、h2s)实芯焊丝，焊丝直径为1.0-1.6mm，优选为1.2mm。

步骤2中，待焊接管道的材质为a106gr.b(hic、h2s)高压管道。

步骤2中，焊丝干伸长度为9-13mm。

焊丝的干伸长度过短，焊接电流增大，喷嘴与焊件的距离缩短，焊工观察熔池的视线不清楚，易造成焊道成形不良，同时焊枪的喷嘴过热，造成飞溅物粘在喷嘴上和气体不流畅长生气孔。焊丝干伸长度过长，焊丝的电阻值增大，焊接电弧不稳定，焊丝过热而熔合不良，金属飞溅严重，气体对熔池的保护效果也不好，焊缝成形不良。干伸长度可依据焊接参数的大小不同进行随时调整，用以补偿电弧稳定燃烧的需求。利用干伸长度与电阻之间的反比关系，完成对电弧稳定燃烧的补偿。

步骤3中，所述电弧长度为：8-12mm。

在管道实际焊接过程中，焊接电压的设定值越大表示焊接过程中的电弧长度越大，电弧长度越大，电压就会越大，因此电压与电弧长度成正比。焊接电压主要影响焊缝的宽度。电弧长度过小，就是电压过小，电压过小时在焊接过程中会出现焊丝熔化不良，造成顶丝、焊缝宽度不够，熔池温度过高使熔池流淌，焊缝未熔合、飞溅等。电弧长度过大就是电压过大，电压过大时，在焊接过程中会出现焊缝金属不连续、凹陷、焊缝氧化、局部气孔、端部球形、焊缝坠流下榻、根部烧穿等。

步骤3中，焊丝的焊接速度为8-18cm/min。

焊接速度实际指的是小车的行走速度，小车行走速度过小就是焊接速度过小，过小的焊接速度会使液态熔池堆积增大焊层的厚度，造成焊缝流淌成形不良，焊层过厚度也会使焊缝内部熔合性能降低，焊接线能量增大，造成过热的温度会使焊材中的一些进行补偿性元素蒸发或者氧化，造成缺陷的产生。过大的焊接速度会使焊缝金属不连续，两侧焊脚部位无法达到良好熔合状态，焊缝两侧夹沟和咬边，气体对熔池部位保护不良等。行走速度的大小就是焊接速度的大小，行走速度设定数值越大。

步骤3中，混合气体选择80％ar+20％co2，焊接弧燃烧稳定，飞减小，提高了焊丝的熔化速度，熔滴呈现稳定的喷射过渡，增加熔深，电弧均匀分布，改善了焊缝熔深形状，焊缝表面氧化现象减轻，降低焊缝咬边倾向，熔池金属的润湿性好，焊缝成型美观。

步骤3中，管道固定口机动焊(mag)焊枪角度影响着焊道的熔深和形状。对于各种焊接位置，焊枪倾角大多选择80～90°范围内，这样可以更好的控制熔池和气体保护。

其次，本实施例公开了上述a106gr.b(hic、h2s)材料管道实芯焊丝熔化极脉冲mag焊焊接工艺在石油化工领域中的应用。

与现有技术相比，本实施例取得的有益效果是：

(1)对比钨极氩弧焊、焊条电弧焊，本实施例一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺在焊接过程由机械和手持遥控器操作完成，受人为因素限制较小。显著提高焊接质量和效率、减轻操作人员的劳动强度。

(2)本实施例一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺，与传统的焊条电弧焊高压管道焊接实际效果对比分析可知:本实施例一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺是手工电弧焊的3-4倍，焊接一次合格率99.2％以上，焊接质量稳定可靠，在高压管道二次预制和现场焊接施工中其优势更为突出，值得推广应用。

实施例3

本实施例提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺在耐热钢335-p11、335-p11管道焊接时的应用,其具体的焊接步骤与实施例1相同，区别点在于如下：

步骤1中，所述脉冲电流为130-140a，所述电压为18-20v。

焊接过程中，焊接电流实际指的是送丝速度，焊接电流的大小取决于送丝速度的快慢，使用过大的焊接电流，线能量对焊接材质里的合金成分过度烧损，使焊缝的综合性能变差。在热焊层填充过程中容易击穿打底层焊缝，焊缝氧化，产生较大的飞溅会使导电嘴端部堵塞堵，熔池变大液态金属增多熔池不易控制，液态金属造成流淌下坠，焊缝成形凹凸不平，产生扎丝和炸丝现象。

使用过小的焊接电流，熔深浅，填充金属连接性差，焊接电弧燃烧不稳定，焊接电压急剧升高形成较大的熔池，熔化金属在热态下侵润面积大，容易造成道间、层间及侧壁为熔合，电弧不稳定熔滴颗粒度变大，产生较大飞溅等。送丝速度的大小就是焊丝送给熔池的速度快慢，送丝速度设定的数值越大，表示焊丝送给的速度就越快，相应的焊接电流就会越大，因此焊接电流与送丝速度成正比。焊接电流主要影响焊缝的熔深。

步骤2中，待焊接管道焊接部位的坡口为双v型坡口，坡口角度为56-80°。

步骤2中，焊材选用耐热钢a335-p11、a335-p11实芯焊丝，焊丝直径为1.0-1.6mm，优选为1.2mm。

步骤3中，焊丝干伸长度为9-13mm。

焊丝干伸长度对焊接电弧的稳定性较大影响，干伸长度过大，焊丝熔化的颗粒度变大，金属飞溅增多，保护气体对熔池的保护效果变差；干伸长度过短，容易造成飞溅对保护喷嘴的堵塞，影响气体的流量，焊工观察熔池的视线变差，不能及时的调整焊接过程中的参数。

步骤3中，所述电弧长度为：8-11mm。

电弧长度是焊丝端部到熔池的距离，焊接弧压正负决定电弧长短和熔滴的过度形式，设置为正数时弧长一些，电压增高，负数弧压短一些，电压低，负数飞溅多一些。电弧长度过大就是电压过大，电压过大时，在焊接过程中会出现焊缝金属不连续、凹陷、焊缝氧化、局部气孔、端部球形、焊缝坠流下榻、根部烧穿等。只有电弧电压与焊接电流合理的匹配，电弧燃烧稳定、飞溅少、声音较为柔和，焊缝内部熔合良好。

步骤3中，焊丝的焊接速度为8-18cm/min。

在焊接过程中，焊接速度对焊缝的成形、接头的性能都有较大影响，焊速过快容易造成咬边、未焊透及气孔的产生。焊速过慢降低焊接效率，增加焊缝的热输入量，使焊接接头晶粒粗大，焊接变形和应力变大，焊缝成形变差。

步骤2中，所述氩气：co2的体积百分比为：

保护气体的配置比例，对焊接电弧的稳定性和焊缝成形有较大的影响，焊接过程中气体的配比发生变化，侧将影响熔滴过渡形态，进而影响焊缝的成形，ar+co2混合气体保护时，当co2超过20％时，其熔滴过渡形式由喷射过渡变为射流过渡，相应的熔池形状也由椭圆形变为圆形，坡口两侧形成夹沟，随着co2含量的增加，飞溅加大，焊缝成形变差，同时增加对焊接材料的损耗。为了提高焊接电弧的稳定性和良好的焊接环境、减少焊后飞溅的清理任务量，通过实际应用的经验，本实施例采用80％ar+20％co2混合气体保护，电弧燃烧稳定，可获得较大的熔深，减少飞溅的产生，保证焊缝的质量。

步骤3中，焊接前将焊接小车移动到需要焊接的部位，使用手持遥控器调节好焊枪的高低和对中，按动调节摆动幅度的按钮，检查焊枪所设置分段位置摆动幅度是否设置合适，对焊接保护气体的配比和流量进行检查达到焊接要求，保护气体流量根据施工环境应及时调整，焊枪的角度至关重要，焊枪前倾80-85°，最大小于75°，以免混合气体对熔池保护不好，产生焊接质量问题。

与现有技术相比，本实施例取得的有益效果是：

(1)与传统的钨极氩弧焊、焊条电弧焊相比较，本实施例的一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺提高了施工进度，降低焊接成本，同时降低焊工的劳动强度，且本实施例的焊接工艺在高压管道二次预制和施工现场(5g)固定口焊接优势突出，在工程建设中取得了良好的焊接技术效果。

(2)使用本实施例的一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺和手工电弧焊实际应用数据对比分析为:本实施例提出一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺是常规的焊条电弧焊焊接效率提高3-4倍，焊接一次合格率99.8﹪，同焊条电弧焊对比降低成本1/3，大幅度提高施工效率，并有效降低焊接成本，焊接质量稳定可靠，值得推广和应用。

实施例4

本实施例提供一种管道固定口全位置mag机动焊焊接工艺在奥氏体不锈钢a312tp316、a312tp347焊接时的应用,其具体的焊接步骤与实施例1相同，区别点在于如下：

(1)在焊接电源10上设置好输出焊接脉冲电流、电压；

(2)脉冲电流、电压通过电源端子11、电源导线9、导电嘴5，将脉冲电流、电压输送到焊丝4，焊丝4通过送丝轮7将焊丝盘8上的实芯焊丝输送到电弧1燃烧处，电弧1在管道13上燃烧形成焊缝12，焊接时，通过设置的氩气+二氧化碳比例、电弧长度2以及焊丝干伸长度3，保证电弧稳定燃烧，最终形成焊缝12，然后继续下一焊缝的焊接。

步骤1中，所述脉冲电流为120-130a，所述电压为15-17v。

焊接电流的大小取决于送丝速度的快慢，当采用较大焊丝直径时，送丝速度越大，焊接电流随之增大，获得较大的熔深，熔池不易控制，焊缝成型差，送丝速度愈小，焊接电流降低，熔深浅，电弧不稳定熔滴颗粒度变大，产生较大飞溅。

步骤2中，待焊接管道焊接部位的坡口为双v型坡口，坡口角度为56-80°。

步骤2中，焊材选用奥氏体不锈钢bohlergma316、奥氏体不锈钢bohlergma347实芯焊丝，焊丝直径为1.0-1.6mm，优选为1.2mm。

步骤3中，待焊接管道的材质为奥氏体不锈钢tp316、tp347高压管道。

步骤3中，焊丝干伸长度为9-13mm。

干伸长度对焊接过程的电弧的稳定性影响比较大，干伸长度过长，焊丝的电阻值增大，焊丝过热而熔合不良，金属飞溅严重，气体对熔池的保护效果也不好。如果干伸长度过短，焊接电流增大，喷嘴与焊件的距离缩短，焊工观察熔池的视线不清楚，易造成焊道成形不良，同时焊枪的喷嘴过热，造成飞溅物粘在喷嘴上和气体不流畅长生气孔。

步骤3中，所述电弧长度为：7-10mm。

电弧长度指的是焊丝端部未熔化的位置与焊件之间的距离。电弧电压过小时，电弧不稳定，容易使熔敷金属在坡口两侧融合不良和产生夹沟，增大焊接电压使电弧增长，飞溅增多和易堵塞喷嘴，气体保护效果变差。合理的选择焊接电流与电压的配比，以便获得符合要求的焊接质量。

步骤3中，焊丝的焊接速度为8-18cm/min。

焊接速度的快慢直接影响奥氏体不锈钢道间温度重要因素之一。当需要增加摆幅的宽度，就要降低焊接速度，如果减小摆幅就要增加焊接速度，防止焊接时焊缝高低不平。根据遥控分段点的设置要求，焊接工艺需要，摆动参数可以在设置的时候，长按试摆键，检验摆动参数是否合适。施焊过程中及时结合焊接位置，焊接厚度，不同的层次，设置一套合理的焊接工艺参数，保证焊缝的道间侧壁熔合良好，降低高温停留时间，缩小焊接接头的热影响区，预防组织晶粒粗大，提高焊接接头的综合性能。

步骤3中，混合气体的对比分析我们选择了98％ar+2％co2。使用全氩气作为保护气体，对焊丝熔化的熔滴过度只能起到保护作用，焊接时电弧漂移，熔化的液态金属和母材几乎不熔合，而且飞溅较大，焊接质量无法保证。熔滴在过渡中得到了比较充分的燃烧，有效的避免了全氩气焊接中的电弧飘移，熔敷金属与焊件熔合不良的问题；保证了熔滴过渡的稳定性，尤其在大电流的焊接过程中，能更好的控制熔池，克服了焊缝的咬边，大颗粒飞溅现象，焊缝熔合良好，焊缝表面圆滑过渡，符合焊接质量相关标准要求。

步骤3中，焊接操作时，因焊丝直径较粗，焊接规范参数大，飞溅较大，导电嘴容易被飞溅粘住。实践证明，解决导电嘴被飞溅粘住现象的有效措施是注意喷嘴角度尽量与焊接件保持在85～90°，焊缝表面的余高与焊枪角度存在较大联系，特别是奥氏体不锈钢实芯焊丝脉冲mig焊尤为关键。焊接时中间稍快，坡口两侧停留，要控制好导电嘴的高度，否则容易造成飞溅增加，咬边，焊缝成行不规则。

其次，本实施例公开了上述奥氏体不锈钢a312tp316、a312tp347材料管道实芯焊丝熔化极脉冲mig焊接工艺在石油化工领域中的应用。

与现有技术相比，本实施例取得的有益效果是：

(1)与传统的钨极氩弧焊、焊条电弧焊相比较，本实施例提出的一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺显著提高了工作效率，降低了焊接成本，而且本实施例的工艺适应性强，在实际施工应用中取得了良好的技术效果。

(2)对采用本实施例的一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺和手工焊条电弧焊焊接奥氏体不锈钢高压管道的焊接实际效果对比分析可以看出：本实施例提出的一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺是焊条电弧焊焊接效率的3-4倍，焊接一次合格率99.6％以上，焊接质量稳定，尤其对高压管道二次预制焊接优势突出，对高压管道的施工进度和焊接质量起到了积极的推广应用。

焊接效果测试：

实施例1、2、3和对比例1、2、3的焊接工艺取得的焊接效果如表1所示。结合表1对采用本实施例的一种轨道式管道固定口全位置实芯焊丝熔化极脉冲mag机动焊焊接工艺和手工焊条电弧焊管道的焊接实际效果对比分析可以看出：本实施例提出的针对奥氏体材料管道的实芯焊丝熔化极脉冲mig焊接工艺是焊条电弧焊焊接效率的3-4倍，焊接一次合格率99.6％以上，焊接质量稳定，尤其对高压管道二次预制焊接优势突出，对高压管道的施工进度和焊接质量起到了积极的推广应用。

实际应用及数据分析:在确保焊接质量基础上，对相关的焊接工效进行如下数据分析：

上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。