長輸油管道帶壓開孔焊接電源及方法

長輸油管道帶壓開孔工程施工中，帶壓開孔短節(jié)焊接所用設(shè)備也隨著電子技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展，焊接工藝也開始向數(shù)字化逆變焊接電源是弧焊電源發(fā)展。焊接設(shè)備體積小、重量輕、節(jié)能省材，而且控制性能好，動態(tài)響應(yīng)快，很容易于實現(xiàn)帶壓開孔短節(jié)焊接過程的實時控制，在性能上具有很大優(yōu)勢。同時集成了專家系統(tǒng)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等智能控制方法的數(shù)字化逆變焊接電源，可以實現(xiàn)一元化調(diào)節(jié)，對焊接過程中出現(xiàn)的不確定因素做出實時處理，保證穩(wěn)定的焊接過程和焊接質(zhì)量。

國內(nèi)一些焊機生產(chǎn)廠家早已成功推出軟開關(guān)控制的逆變焊機，雙絲雙弧、雙絲單弧、多絲多弧等技術(shù)在國外也有應(yīng)用。 現(xiàn)在，我國逆變焊機電源已形成四代產(chǎn)品：第一代是以可控硅 SCR 為主功率器件的逆變器；第二代是晶體管逆變器；第三代是場效應(yīng)管逆變器；第四代是 IGBT 逆變器，其逆變頻率高，飽和壓降低，功耗小，效率高，無噪聲，與前三代逆變器相比，優(yōu)勢更明顯。

但是，目前帶壓開孔工程施工現(xiàn)場還很少使用 IGBT 逆變焊機。纖維素型焊條焊接時采用一般的直流焊機，在小電流時易出現(xiàn)斷弧、粘條、電弧不穩(wěn)等問題。低氫型焊條對弧焊設(shè)備的要求較低，一般的直流弧焊設(shè)備即可滿足要求。管道施工中手工電弧焊使用的焊機主要是這 類產(chǎn)品。

自保護藥芯焊絲焊接時，可選用DC-400 直流電源+LN-23P送絲機等設(shè)備。

1.焊接方法和設(shè)備

目前國內(nèi)外長輸管道常用焊接方法主要有：

（1）手工焊，包括藥皮焊條電弧焊（SMAW） 、手工鎢極氬弧焊（TIG） ；

（2）半自動焊，包括熔化極氣體保護半自動焊[包括活性氣體保護STT(Surface Tension TransferTM)半自動焊、半自動熔化極氬弧焊（MIG） 、半自動活性氣體保護焊（MAG） 、自保護藥芯焊絲電弧焊（FCAW） ；（3）熔化極活性氣體保護自動焊（AW）。

此外，還有埋弧自動焊（SAW） 、電阻焊—閃光對焊（FBW）等。我國目前管道工程主要是以自保護藥芯焊絲半自動焊和熔化極活性氣體保護自動焊為主。

1.1 手工焊

手工焊主要指焊條電弧焊和手工鎢極氬弧焊。

1.1.1焊條電弧焊

在帶壓開孔施焊過程中具有靈活簡便、適應(yīng)性強等特點，同時由于焊條工藝性能的不斷改進，其熔敷效率、力學(xué)性能仍能滿足當(dāng)今管道建設(shè)的需要，尤其時焊接補焊時應(yīng)用更廣泛。焊條為纖維素型焊條和低氫型焊條，其下向焊和上向焊兩種方法的有機結(jié)合及纖維素焊條良好的根焊適應(yīng)性在很多場合下仍是其它焊接方法所不能代替的。

1.1.2手工鎢極氬弧焊

焊接質(zhì)量好，背部無焊渣，一般用來進行站場壓縮機進出口、球閥等設(shè)備，以及管徑較小、壁厚較薄的工藝管道，安放式角焊縫的安裝焊接。鎢極氬弧焊方法要求焊前嚴格進行坡口清理，焊接過程中須有防風(fēng)措施。

1.2 半自動焊 即自保護藥芯焊絲半自動焊和CO2氣保護半自動焊，它們都是下向焊方法。

1.2.1自保護藥芯焊絲半自動焊

該項技術(shù)在 1996 年的庫鄯線管道工程中首次應(yīng)用于，隨后在國內(nèi)其它管道工程中推廣應(yīng)用。這種焊接方法操作靈活，環(huán)境適應(yīng)能力強，焊接熔敷效率高，焊接質(zhì)量好，焊工易于掌握，焊接合格率高，是目前國內(nèi)管道工程中重要的填充、蓋面焊方法。

1.2.2CO2氣保護半自動焊

隨著焊接電源特性的改進，通過控制熔滴和電弧形態(tài)，CO2氣保護焊的飛濺問題已基本解決，并開始在管道焊接中扮演重要角色，如STT型CO2逆變焊機的應(yīng)用等。這種焊接方法操作靈活，焊工易于掌握，對不同的坡口適應(yīng)性強，焊接質(zhì)量好，焊接效率高，焊道光滑，但焊接過程受環(huán)境風(fēng)速的影響較大。STT半自動根焊要求管口組對過程中保持對口間隙均勻一致，否則將會在后序的填充、蓋面焊道中產(chǎn)生坡口邊緣未熔合、夾渣等缺陷。