湖北省电力建设第一工程公司   石杨

[摘要］由于尺寸原因埋弧自动焊在中径管(管径在219～1300mm之间)内缝焊接上无法应用。该工装针对这个问题设计了能用于中径管内缝焊接的焊丝、焊剂送进装置，扩大了埋弧自动焊的应用范围，具有较好的经济和社会效益。
   ［关键词］中径管；埋弧焊；工装
    埋弧自动焊是一种高效、优质、低成本的焊接方法，在国内外造船、锅炉汽包、压力容器、大型金属结构及石油天燃气行业螺旋钢管的制造中得到了广泛的应用。在国内电建行业中仅用于直径大于1300mm钢管的焊接，尚未见到在中径管焊接中应用的报道。
    国内电建企业在大中小型电厂建设中，有相当多的中径(直径在219～1300mm，壁厚在6～18mm之间)、中低压水管、灰管需要制作、安装。现在，基本采用效率低、成本较高、质量不稳定且受人为因素影响大的手工电弧焊方法施工。
    为了改变这种状况，提高施工工艺水平及施工质量，本人设计了中径管内缝埋弧自动焊工装。
    1  关键问题
    埋弧自动焊是一种成熟的焊接方法，在中径管中无法应用的关键是焊接机头的尺寸大于中径管的内径，因机头不能进入管内壁而无法施焊，关键问题有：
   （1）管道内部焊缝焊接时焊丝的送进；
   （2）管道内部焊缝焊接时焊剂的送进；
   （3）各个工装相互间配合对焊接质量的影响。
    本项目的自动化程度较高，所以设备、工装对焊接生产稳定及焊接质量的影响很大。在研制中要制定出设备、工装的维护、保养、检查、维修制度，确保焊接质量的稳定。
    2  设计内容及方案分析论证
    中径管内部不能进行埋弧自动焊的关键是：焊接机头不能进入钢管内部。所以就设计了专用的焊丝送进和焊剂送进装置，解决焊丝、焊剂不能送到被焊部位而无法焊接的问题。
    2．1  焊丝送进方案
    针对焊丝不能送进，设计了与埋弧自动焊机头有机联接在一起的焊丝送进装置。装置由埋弧自动焊机头的送丝电机作动力推进焊丝，通过导管送到焊接区。导管为φ10×1．5mm的钢管，焊接端弯成直径100mm的圆弧形，然后垂直指向工件，导管外有一刚性管起固定和与焊机头联接的作用且不能带电。刚性管通过加强筋保证足够的刚性，使焊丝及导电嘴的稳定；
    导管加上导电嘴及伸出焊丝的高度不超过180 mm，导管长度3 m，使焊丝送进装置可以自由伸进到直径在219～1300mm之间、长度在3 m以内的管道内壁进行内缝焊接；
    将焊接电缆沿着刚性管接至焊丝送进装置的导电嘴上，输送电流；
    焊丝送进装置行走轨迹应与埋弧焊机行走小车轨道中心线平行，保证焊缝不偏移。
    2．2  焊剂送进装置
    一般埋弧焊机的焊剂是由漏斗中靠重力自然落下，而在此因管径小行不通。经过选择，决定采用压缩空气作动力来推动焊剂送到焊接区。
    首先，烘干的焊剂存放在一封闭的压力储罐中(耐压0．8ＭＰa)，储罐上有1个焊剂进口、1个焊剂出口及1个压缩空气入口(带有压力表)，进口均设球阀进行流量、压力控制；压力储罐设置在焊机行走小车上，与焊机一起移动(不进入管内径)；压力储罐可储存5 kg焊剂，长度在3 m以内的焊缝可以一次焊完；
    其次，从焊剂储罐的焊剂出口处接焊剂输送管，沿刚性管送至焊接区，通过调整压缩空气的压力改变焊剂输送量。
    要注意，压缩空气在进入储罐前需用干燥装置进行去油及干燥处理。
    2．3  其它工装
    除了上述工装外，在中径管内缝埋弧焊接中还需用到焊接翻转台、埋弧焊机及其轨道、外焊缝用焊机工作台。由于设备及工装较多，工装间的配合对焊接质量的影响很大，操作人员需要经过多次反复方能熟悉，使之达到设计效果。
    3  生产质量及效率
    通过进行试样焊接试验证实，只要按焊接技术要求烘干焊剂、压缩空气，按合理的工艺参数施焊，试样焊缝外观质量美观、圆滑、平整，无损探伤合格率达95%以上，较手工焊的质量好。而且焊接施工难度小，劳动强度不大。
    通过试样焊接的检验，这套工装达到了预期效果，解决了中径管内缝的埋弧自动焊问题，从技术进步、提高质量、降低消耗的角度看，具有良好的社会效益和推广应用价值。