长输油管道带压开孔焊接电源及方法

长输油管道带压开孔焊接电源及方法

长输油管道带压开孔工程施工中，带压开孔短节焊接所用设备也随着电子技术和现代控制技术的发展，焊接工艺也开始向数字化逆变焊接电源是弧焊电源发展。焊接设备体积小、重量轻、节能省材，而且控制性能好，动态响应快，很容易于实现带压开孔短节焊接过程的实时控制，在性能上具有很大优势。同时集成了专家系统、模糊控制、神经网络技术等智能控制方法的数字化逆变焊接电源，可以实现一元化调节，对焊接过程中出现的不确定因素做出实时处理，保证稳定的焊接过程和焊接质量。

国内一些焊机生产厂家早已成功推出软开关控制的逆变焊机，双丝双弧、双丝单弧、多丝多弧等技术在国外也有应用。 现在，我国逆变焊机电源已形成四代产品：第一代是以可控硅 SCR 为主功率器件的逆变器；第二代是晶体管逆变器；第三代是场效应管逆变器；第四代是 IGBT 逆变器，其逆变频率高，饱和压降低，功耗小，效率高，无噪声，与前三代逆变器相比，优势更明显。

但是，目前带压开孔工程施工现场还很少使用 IGBT 逆变焊机。纤维素型焊条焊接时采用一般的直流焊机，在小电流时易出现断弧、粘条、电弧不稳等问题。低氢型焊条对弧焊设备的要求较低，一般的直流弧焊设备即可满足要求。管道施工中手工电弧焊使用的焊机主要是这 类产品。

自保护药芯焊丝焊接时，可选用DC-400 直流电源+LN-23P送丝机等设备。

1.焊接方法和设备

目前国内外长输管道常用焊接方法主要有：

（1）手工焊，包括药皮焊条电弧焊（SMAW） 、手工钨极氩弧焊（TIG） ；

（2）半自动焊，包括熔化极气体保护半自动焊[包括活性气体保护STT(Surface Tension TransferTM)半自动焊、半自动熔化极氩弧焊（MIG） 、半自动活性气体保护焊（MAG） 、自保护药芯焊丝电弧焊（FCAW） ；（3）熔化极活性气体保护自动焊（AW）。

此外，还有埋弧自动焊（SAW） 、电阻焊—闪光对焊（FBW）等。我国目前管道工程主要是以自保护药芯焊丝半自动焊和熔化极活性气体保护自动焊为主。

1.1 手工焊

手工焊主要指焊条电弧焊和手工钨极氩弧焊。

1.1.1焊条电弧焊

在带压开孔施焊过程中具有灵活简便、适应性强等特点，同时由于焊条工艺性能的不断改进，其熔敷效率、力学性能仍能满足当今管道建设的需要，尤其时焊接补焊时应用更广泛。焊条为纤维素型焊条和低氢型焊条，其下向焊和上向焊两种方法的有机结合及纤维素焊条良好的根焊适应性在很多场合下仍是其它焊接方法所不能代替的。

1.1.2手工钨极氩弧焊

焊接质量好，背部无焊渣，一般用来进行站场压缩机进出口、球阀等设备，以及管径较小、壁厚较薄的工艺管道，安放式角焊缝的安装焊接。钨极氩弧焊方法要求焊前严格进行坡口清理，焊接过程中须有防风措施。

1.2 半自动焊 即自保护药芯焊丝半自动焊和CO2气保护半自动焊，它们都是下向焊方法。

1.2.1自保护药芯焊丝半自动焊

该项技术在 1996 年的库鄯线管道工程中首次应用于，随后在国内其它管道工程中推广应用。这种焊接方法操作灵活，环境适应能力强，焊接熔敷效率高，焊接质量好，焊工易于掌握，焊接合格率高，是目前国内管道工程中重要的填充、盖面焊方法。

1.2.2CO2气保护半自动焊

随着焊接电源特性的改进，通过控制熔滴和电弧形态，CO2气保护焊的飞溅问题已基本解决，并开始在管道焊接中扮演重要角色，如STT型CO2逆变焊机的应用等。这种焊接方法操作灵活，焊工易于掌握，对不同的坡口适应性强，焊接质量好，焊接效率高，焊道光滑，但焊接过程受环境风速的影响较大。STT半自动根焊要求管口组对过程中保持对口间隙均匀一致，否则将会在后序的填充、盖面焊道中产生坡口边缘未熔合、夹渣等缺陷。