预精焊工艺对螺旋埋弧焊管内焊“马鞍型”焊缝的控制

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埋弧焊钢管焊缝余高的控制

埋弧焊钢管焊缝余高的控制

埋弧焊钢管焊缝余高的控制摘要:主要阐述了控制输送用钢管埋弧焊内、外焊缝余高的重要性。

焊缝的余高大,则焊缝的应力集中系数大,容易形成应力腐蚀裂纹。

外焊缝余高大,不利于防腐;内焊缝余高大,将会增加输送介质的能源损失等。

重点介绍了螺旋埋弧焊管内焊缝易出现的“马鞍形”问题。

“马鞍形”内焊缝在焊趾处的应力相当大,这对用于输送腐蚀性介质的钢管是最有害的。

为了延长钢管的服役年限,必须对焊缝余高进行有效的控制。

结合生产实际,提出了输送用钢管埋弧焊焊缝余高的控制措施。

0 前言无论是直缝埋弧焊管(LSAW)还是螺旋缝埋弧焊管(SSAW),对其焊接质量的评价,首先是看内、外焊缝的余高及其形状控制得好不好,焊缝流线是否规整等。

焊缝余高大且不是圆滑过渡(即转角半径小),则焊缝焊趾部位的应力集中系数大,对抗SCC不利。

此外,外焊缝的余高大,会给管子的防腐作业增加难度,成本增高;内焊的余高大,则对管道输送介质的摩擦阻力大,管输耗能也就大。

因此,在生产埋弧焊管时,必须控制内、外焊缝的余高。

API 5L标准中规定的焊缝余高只是最低标准,而油气输送管线和海洋用管均将焊缝余高控制在2.5 mm以下。

输送用埋弧焊管的焊缝最大余高,在多个标准中都作了规定,见表1。

1 焊缝余高大的负面影响1.1焊趾处易形成应力腐蚀裂纹(SCC)对接接头的应力集中主要是焊缝余高引起的。

埋弧焊管对接接头中的工作应力分布如图1所示[1]。

从图1看出,对接接头的焊缝,其焊趾处的应力最大。

应力集中系数的大小取决于焊缝余高h、焊趾处夹角θ和转角半径r。

焊缝余高h增加,则θ角增加,r值减小,会使应力集中系数增大。

从图1还可得出埋弧焊管对接接头几何尺寸与应力集中系数KT的关系式为:KT=σmax/σ0焊缝的余高愈大,应力集中程度愈严重,焊接接头的强度反而会降低。

焊后削平余高,只要不低于母材,减少应力集中,有时反而可以提高焊接接头的强度。

焊缝的转角半径愈小,应力集中的程度则愈大;反之,应力集中的程度则愈小。

螺旋缝双面埋弧焊钢管的生产工艺及质量控制

螺旋缝双面埋弧焊钢管的生产工艺及质量控制

螺旋缝双面埋弧焊钢管的生产工艺及质量控制一、螺旋缝双面埋弧焊钢管的生产工艺及质量控制我公司螺旋缝双面埋弧焊钢管机组是采用现阶段较先进的工艺装备,在钢管外观、标称几何尺寸及椭圆度、直度控制上,优势明显。

螺旋缝双面埋弧焊钢管比其它焊管具有很多的优点: (一)、该焊管有相重叠的内外两条螺旋焊缝,起到增加刚性的作用,承压力也相应提高。

(二)、采用埋弧焊工艺,熔渣保护效果好。

因此,具有良好的冲击韧性和低温使用性能。

(三)、利用同等宽度的钢带可生产不同直径和长度的钢管,而且直度好。

易调整,尺寸精确,焊后不需定径和矫直。

该焊管还可以根据不同的材质,选用与之相匹配的焊接材料和焊接工艺,可适用于各种规格的焊管生产。

二、我公司生产机组结合国内许多厂家机组的特点,借鉴德国进口机组的设计,机组的适用范围、产品质量、都具有八、九十年代国际先进水平,也完全代表了国内先进水平,该机组前摆式主机,内承式成型机与外抱式成型机组,具有成型机理更合理,降低了管壁的残余应力,提高了钢管的承压能力,调整简便的优点。

机组采用上卷辊式成型、双面焊接的先进工艺,焊接设备采用美国林肯焊机,配备有管端自动平头倒棱机、X射线探伤机、自动超声波探伤机、500吨水压机,生产检测手段齐全,年生产能力可达20万吨,通过ISO9001国际质量体系认证,建立了持续有效的质量保证体系,产品质量达到现阶段国内比较先进的水平。

1、采用标准我国国家和行业标准:GB/T9711.1-97 SY/T5037-20002、质量体系(1)质量方针以加强管理为基础,以满足客户需要为目的,确保产品质量,追求企业的持续改进。

(2)人员资格制定了中期、长期、年度职工培训、教育计划,有完整的组织领导机构,有考核、奖罚管理制度,建有职工培训教育档案,对每个岗位人员的职责、资格和操作水平有严格要求,并经考核进行了上岗资格认证。

对焊接及检测岗位工作人员有特殊要求,需持考核证才能上岗。

(3)工序控制a.特殊工序:生产工序规定焊接、成型为特殊工序,每个特殊工序都相应建立质量控制点,进行重点控制管理。

螺旋埋弧焊管焊缝形貌控制

螺旋埋弧焊管焊缝形貌控制
or f t h e a n g l e a n d l o c a t i o n o f we l d i n g wi r e . B y i mp l e me n t a t i o n o f t h e a b o v e me a s u es r , i t i mp r o v e d t h e we l d p of r i l e a n d o b mi n e d s a t i s f a c t o r y r e s u l t s i n p r a c t i c e p r o d u c t i o n . Ke y wo r d s : S AW H p i p e ; we l d p r o i f l e ; we l d r e i n f o ce r me n t ; C HE N N a n , X I E Y u f e n g , L I U J i n g j i n g , G U H a i l o n g , Q I C h a o
( C N P C B o h a i u i p m e n t Hu a y o u S t e e l P i p e C o . , L t d . , Q i n g x i a n 0 6 2 6 5 8 , He b e i , C h i n a )
r e d u c t i o n e v e n t o c r a c k i n g . A i m a t t h e s e p r o b l e m s , i t a n ly a z e d t h e m a j o r f a c t o r s a f e c t i n g w e l d ei r n f o ce r m e n t q u l a i t y , a n d t h e

预精焊工艺对螺旋埋弧焊管内焊_马鞍型_焊缝的控制

预精焊工艺对螺旋埋弧焊管内焊_马鞍型_焊缝的控制

·40·
焊管
尹志远等: 预精焊工艺对螺旋埋弧焊管内焊 “马鞍型” 焊缝的控制
1 一步法生产工艺对焊缝形貌的影响
1.1 一步法生产工艺简介 螺旋埋弧焊管一步法生产工艺主要流程为:上
料备料→拆卷→初矫→多辊矫直→剪切→对焊→ 剪边(铣边)→钢带预弯→成型及内焊→外焊→内 检(清渣)→管端修磨→管端扩径→X 光工业电视 显像→静水压试验→平头倒棱→超声波连探→超 声 波 手 探→X 光 管 端 拍 片→成 品 检 验→称 重 测 长→喷标→交库(不同生产厂家略有不同)。 生产 中焊管成型和埋弧焊焊接过程同时进行, 一步完 成, 俗称 “一步法”, 如图 1 所示。
文献标志码:B
文章编号:1001-3938(2012)01-0040-04
Control “Saddle-shaped” Inside Weld of SAWH Pipe by Adopting Two-step Welding Process
YIN Zhi-yuan,ZHOU Yan,LI Ying,HAN Xian-zhu
精焊焊接参数选择依据焊缝预焊坡口参数及 焊缝成形系数, 在满足熔深情况下, 通过调整焊 枪角度及偏心距来降低焊缝高度, 并保证过渡平 滑, 从而得到较好的且满足标准要求的焊缝成 形。 精焊焊接参数见表 2。
表 2 精焊焊接工艺参数
焊丝规格/ mm
1# 2# 3#
极性
1#
2#
3#
电流(±10%)/ 电压(±7%)/
(2) 内焊焊点位置在 6 点钟以后, 呈下坡焊。 在倾斜位置焊接时, 受重力作用使得熔池金属有 “下淌” 趋势, 导致内焊焊缝表面形成凹槽, 焊缝 边沿与母材过渡夹角偏小, 影响焊接工艺性能。

螺旋埋弧焊管的残余应力形成及控制措施

螺旋埋弧焊管的残余应力形成及控制措施

螺旋埋弧焊管的残余应力形成及控制措施引言螺旋埋弧焊管是一种常见的焊接方法,应用广泛于管道工程中。

在焊接过程中,产生的残余应力是一个重要的问题,对管道的性能和安全性有着重要影响。

本文将探讨螺旋埋弧焊管的残余应力形成机制以及相应的控制措施。

残余应力形成机制螺旋埋弧焊管的残余应力主要来自焊接热循环效应和材料相变效应两个方面。

焊接热循环效应焊接过程中,焊缝区域受到高温热源的作用,会发生加热和冷却过程。

加热时,焊接区域的温度升高,材料发生热膨胀。

冷却时,焊接区域的温度降低,材料发生热收缩。

这种温度变化引起焊缝周围的材料产生应力,形成残余应力。

材料相变效应焊接过程中,焊缝区域的材料经历了多次相变,如固态、液态、固态相变等。

这些相变过程导致材料晶粒的重新排列和晶粒尺寸的变化,引起残余应力的产生。

残余应力的影响螺旋埋弧焊管的残余应力对管道的性能和安全性有着重要影响。

影响管道强度和承载能力残余应力会影响焊缝区域的材料强度和塑性,降低管道的整体强度和承载能力。

在工程应用中,残余应力的存在可能导致管道发生塑性变形、裂纹和失效。

影响管道的耐腐蚀性能残余应力会导致焊缝区域的晶粒尺寸变化和局部应变的聚集,从而影响管道的耐腐蚀性能。

残余应力使焊缝区域变得更容易受到腐蚀介质的侵蚀,加速管道的腐蚀速度。

影响管道的密封性能残余应力会使管道出现变形和变形不均匀,从而影响管道的密封性能。

残余应力使管道产生变形,使得连接件不够紧密,影响管道的密封效果。

残余应力控制措施为了降低螺旋埋弧焊管的残余应力,需要采取相应的控制措施。

控制焊接参数通过合理选择焊接参数,如焊接电流、焊接速度等,可以控制焊接过程中的热循环效应,减小残余应力的产生。

采用预热和后热处理在焊接过程中,可以采用预热和后热处理的方式来控制残余应力。

预热可以减小焊接区域的温度梯度,降低残余应力的大小。

后热处理可以通过重新加热焊接区域,改变材料的晶粒结构,减小残余应力的影响。

采用焊接变形补偿技术焊接变形补偿技术可以通过控制焊接变形的方向和大小,来减小残余应力的产生和影响。

马鞍形焊缝焊接控制系统设计

马鞍形焊缝焊接控制系统设计

马鞍形焊缝焊接控制系统设计薛良豪;魏敏;杨涛;卢永鑫【摘要】针对现有大型压力容器的马鞍形焊缝手工焊接存在的效率低、劳动强度大、焊后一致性差等问题,提出了一种基于龙门式的马鞍形焊缝焊接机器人的设想,设计了一套基于可编程逻辑控制器(PLC)的马鞍形焊缝焊接控制系统.该焊接机器人以龙门架作为机器人本体的支撑和移动构件,满足了不同规格筒径的马鞍形焊缝的焊接需求.通过机身回转机构和焊枪上下提升机构,完成马鞍形焊缝水平面的圆周运动和马鞍形焊缝的落差运动,在机身回转机构和焊枪上下提升机构的共同作用下,实现了马鞍形焊缝的焊接.控制系统采用PLC和触摸屏的设计方式,既保证了系统的安全性,又增加了控制的灵活性和操作过程的可视化.试验结果表明,该控制系统焊接过程性能稳定、可靠性高,实现了大型压力容器马鞍形焊缝焊接自动化.【期刊名称】《自动化仪表》【年(卷),期】2019(040)004【总页数】3页(P89-91)【关键词】可编程逻辑控制器;触摸屏;马鞍形焊缝;压力容器;控制系统;焊接;插补轨迹【作者】薛良豪;魏敏;杨涛;卢永鑫【作者单位】石河子大学机械电气工程学院,新疆维吾尔自治区石河子 832000;石河子大学机械电气工程学院,新疆维吾尔自治区石河子 832000;石河子大学机械电气工程学院,新疆维吾尔自治区石河子 832000;石河子大学机械电气工程学院,新疆维吾尔自治区石河子 832000【正文语种】中文【中图分类】TH-30 引言随着“一带一路”国家战略的稳步推进,沿线城市和国家的基础建设在不断扩大的同时,工业中压力容器的需求量也在逐步增加[1-2]。

而在压力容器的生产制造中,经常会遇到筒体与接管的焊接问题,有时一个压力容器需要焊接数十个甚至数百个接管[3-4]。

工程中将这种筒体与接管正交所形成的相贯线曲线称为三维标准马鞍形空间曲线[5-6]。

本文针对大型压力容器的马鞍形焊缝焊接特点,提出了一种马鞍形焊缝焊接设备,以及一种基于可编辑逻辑控制器(programmable logic controller,PLC)和触摸屏的马鞍形焊缝焊接系统的控制方式。

中俄东线用大壁厚螺旋埋弧焊管预精焊工艺研究

中俄东线用大壁厚螺旋埋弧焊管预精焊工艺研究

2 1 . 4 m m 大壁厚 螺旋 埋弧 焊 管 ,并 对其 焊缝 力学性 能 、冲击韧 性 、显 微硬 度 、化 学成 分和 微观 组 织 特 征 进 行 了分析 。 结 果表 明 ,预 焊 焊缝 微 观 组 织 为板 条 马 氏体 ,精 焊 内、外 焊缝 微 观 组 织 为针 状
铁 素 体+ 少量珠 光 体 ,焊缝 边缘 整 齐美观 ,脱渣 良好 。能 够 消除 内焊 “ 马鞍 形 ” 焊缝 试 验 结果 表
2 1 . 4 mm t h i c k w a l l S AW H p i p e wa s t r i a l — p r o d u e e d b y t w o - s t e p w e h t i n g p r c , e e s s . a n d t h e me c h a n i e a l p r o p e r t y. i mp a ( 1 1 t o u g h n e s s , mi e r o h a r d n e s s ,e h e n i f e a l c o mp o s i t i o n a n d mi e r o s t mc t u r e o f we h t we r e a n a l y z e d .T h e r e s u h s s h o w e d t h a t , t h e n l i e r o s t me t u r e o f p r e we h t i n g w e h t W I t S l a t h ma r l e n s i t e , t h e mi e r o s t r u e t u  ̄ ’ e o f i n s i t t e a n d o u t s i d e w e l d w e r e a c i c u l a r f e i T i t e a l l d a l i t t l e p e a r l i t e , t h e w e l d e d g e wa s s mo o t h w i t h g o o d s l a g d e t a c h a b i l i t y , a n t i t h e s a d d l e - s h a p e w e l d wa s e l i mi n a t e d .A c c o r d i n g

螺旋埋弧焊管预精焊焊接接头性能分析

螺旋埋弧焊管预精焊焊接接头性能分析
进行预 焊 .按 照钢管 定尺要 求切 割成 规定 长度 的
其 中 :内焊坡 口角度 7—0 ,坡 口深 5一mm;外 08。 一 7
焊坡 1 5角度 7 ~ 0 .坡 口深 4 5 08o — mm。预 焊采用熔
化极气体 保护焊 。内焊采 用 三 丝埋 弧 焊 ,外 焊 采 用 双 丝埋 弧焊 ;预 焊 线能 量 为 21 39 J m,内 .— .k/ c
螺 旋埋 弧焊 管一 步法 生产 工艺 内外 焊焊 接如
图 1 所示 。

7 0・
外 焊
焊 管
外焊
21 年 1 月 01 2
管转向
管转 向
钢 带


b A
图 2 预 精 焊 内外 焊 示意 图
图 1 一 步 法 内 外焊 示 意 图

步 法 工艺生 产 时 ,钢管 成 型和 内外 焊 同步
中图 分 类号 :T . G1 55 1
文献 标志 码 :A
文章 编号 :10 — 9 8 2 1 ) 2 0 6 — 4 0 1 3 3 (0 1~ 0 9 0 1
An lsso ed d J i tP ro ma c fTwo se edn AW H p ay i n W l e on e f r n eo —tp W l i g S Pi e

采 用 一 步法 工 艺 生 产 X 0钢级 1 1 m x 7 6 i 0 n
表 1 X 0焊 管 管体 化 学 成 分 7
注: () C 比允 许 最 大值 每 减 9 0 1 彬( ) - . %, Mn 允许 增 加 0 5 但 不得 超 过 18% 。 0 . %, 0 .5
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( )预 焊采 用熔 化极 气体 保 护焊 ,焊 接 速度 1
快 ;焊点位置调整 范围大 ,对成型控制 没有影 响 。
图 1 一 步 法 成 型 及 内 外 焊 示 意 图
( )焊管 在成 型 和预焊 完后 离线 进行 内外 焊 2 接 ,所以成型过程和埋弧焊接分开进行 ,从而有效 消除了由于必要 的成型调整而对焊缝产生 的缺陷。
1 . 影 响一 步 法 内焊 焊缝 成 形的 主要 因素 2
通 过研 究分 析发 现 ,焊缝 形貌 取 决 于熔池 的
形状 ,主要受 焊枪倾角 、焊点偏 心距 、坡 口尺寸 、
( )精 焊焊 接 时 ,焊管 是 独立 的 ,焊缝 轨 迹 3 已经 固定 ,便 于控制 焊缝 质量 ,焊缝力 学 性能 也
通 过 专家 检查 及成 品 岗位检 测 ,判 定该 预精 焊 工 艺 焊管 焊 缝外 观 检 查合 格 ,R T,u T检 测合 格 ,力 学 性能试 验 分析 合格 ,各 项指 标 均满 足钢 管 技术 条 件要 求 。
精 焊 生产 工 艺 。 参 考 文献 :
[ ]毕 宗 岳 , 海 博 . 旋 埋 弧 焊 管 焊 缝 形 貌 优 化 研 究 [] 1 王 螺 J
艺 技 术 的应 用 探 讨 [] J. 钢管 ,0 7 0 ) 6 4 . 20 ( 3 : - 0 3 [ ]张 文 钺 . 接 冶 金 学 ( 本 原 理 )M] 京 : 械 工 业 出 3 焊 基 [ . 北 机
4 结 语
预精 焊焊 缝成 形控 制 的关键 有 以下 几点 : ( )焊 缝坡 口参数 控 制 ,坡 口角 度 及钝 边 的 1
控制 ;
焊 管 ,0 8 3 ( ) 4 1. 2 0 ,l2 : - 8 1
[ ]程 绍 忠 , 其 卫 , 英 莲 . 旋 埋 弧 焊 管 两 步 法 生 产 工 2 陈 陈 螺
2 采 用预 精 焊 生产 工 艺 优 化 焊 缝 形 貌
21 预精 焊 生产 工 艺简介 .
预 精 焊生 产 工 艺 ,又 称 为 两 步法 生 产 工 艺 。
该工艺 焊管 的成 型与预焊 在焊 管机组上 完成 , 预 焊 采 用 熔 化极 气 体 保 护 焊 ,预 焊速 度 可 达 3 —
度 、干伸长 等工 艺参 数 调整 范围 大 ,从 而 消 除 了
内焊缝 的凹槽 。
( )可根 据 每根 焊管 不 同 的坡 口参 数及 时 调 5
性能和焊缝成形 ,高钢级焊管生产时更应注意。 ( ) 内焊焊点 位置在 6点钟 以后 ,呈下坡 焊 。 2 在倾斜 位 置焊 接 时 ,受 重力 作用 使得 熔 池金 属 有 “ 下淌”趋 势 ,导致 内焊焊缝 表 面形成 凹槽 ,焊缝
由于预精 焊生 产过 程 中焊管 成 型与 内外 埋弧

Hale Waihona Puke 缝 — 焊焊 接是 单独 进行 的 ,有效 避免 焊缝 因焊 管 成型

产生 的应 力 而造成 的直 接影 响 ;工 艺参数 调 整范
围相 对 于一步 法要 大很 多 ,所 以控制 焊缝 形 貌 的 优势 更 为 明显 ,总结归 纳 为 :
很稳定。
母材边 缘状况 、焊接参 数 以及 焊剂等 因素 的影 响 。
而一 步法 焊缝成形 主要 受焊 点位 置 、熔 池 的受 力
情况 和工 艺参 数 影 响 。
( ) 内焊焊 头处 于 理想 的 焊点位 置 ,焊枪 角 4
( )焊管在成型 的同时进行内焊焊接 ,相互间 1
产生干扰 ,成 型过程 中焊接 容易造 成 内焊缝液态开 裂或凝 固态裂纹 ,金相组织变化大 ,影 响焊缝力 学
尹 志 远 等 :预 精 焊 工 艺 对 螺 旋 埋 弧 焊 管 内 焊 “ 马鞍 型 ” 焊 缝 的 控 制
1 一 步 法 生 产 工 艺 对 焊 缝 形 貌 的 影 响
11 一步 法生 产工 艺 简介 .
( )焊剂 的碱 度 、黏 度 、表 面张 力 、覆 盖 密 4
度 和厚度 、焊 剂 流量及 流 向等也 直 接影 响着 焊缝 形貌 及其 内部 缺 陷 。
边 沿与母 材过渡夹角偏小 ,影响焊接工艺性能 。
( )在 焊 接坡 口参 数 发生 变 化时 ,来 不 及 调 3
整焊 接工 艺参 数 ,热输 入量 变 化较 大 ,直接 影 响
焊缝 成形 或产 生缺 陷 。
H AN GUAN \
・41・
尹 志 远等 :预 精 焊 工 艺 对 螺 旋 埋 弧 焊 管 内焊 “ 鞍 型 ”焊 缝 的控 制 马
整 焊 接规范 等 ,及 时而有 效地 控制 非正 常 情况 下
的焊缝 形貌 。
3 采用 预精焊工艺成功消 除内焊缝 “ 马鞍型”
31 焊接 坡 口参 数选择 . 预精 焊 由于焊 管 成 型 和 焊 接 独 立 进 行 ,对
于 预焊 坡 口参数 的选 择上 能动 性较 大 ,精 焊焊 接
5m/ n mi。焊 管 的 内外 埋 弧焊 缝 是 在后 面 独 立 的
内外 焊 机组上 完成 ,内焊缝 的焊 接是 通 过悬 臂深 入焊 管 内部完 成 焊接 ,外 焊缝 的焊接 在精 焊 台架 上进 行 ,焊管 在正 交辊 道上 即能 向前 移 动 , 同时
又 能做 圆周滚 动 ,焊 管螺旋 运 动与 焊缝 的螺 旋 角 同步 ,使 内外 焊 焊接 可连续 进行 。 22 预 精 焊焊 缝形 貌控 制 .
螺 旋 埋 弧焊管一 步法生 产工艺 主要 流程 为: 上
料 备料 拆 卷一 初矫一 多辊 矫直一 剪 切一 对 焊
剪边 ( 铣边 ) 钢带 预弯一 成 型及 内焊 _ 外焊一 内 一 + 检 ( 渣 ) 管 端修 磨一 管 端扩 径一 x光 工业 电视 清 一 显 像 静 水压试 验一 平 头倒 棱一 超声 波 连探一 超 声 波 手 探一 X 光 管 端 拍 片 成 品检 验一 称 重 测 长一 喷标一 交 库 ( 同生产 厂家 略有 不 同 ) 不 。生产 中焊 管成 型 和埋弧 焊焊 接过 程 同时进 行 ,一 步完 成 ,俗 称 “ 步法 ” 一 ,如 图 1 所示 。
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