焊接自動化技術論文范文第1篇
1壓力容器焊接在設備方面的自動化
壓力容器焊接技術之所以需要得到深層次的發展和創新, 是因為壓力容器焊接設備在社會各行各業的產品中的廣泛應用。焊接技術的自動化水平正處于初級摸索的階段, 雖然已經有所頭和成效, 但勝不驕敗不餒, 仍要繼續努力不斷鉆研。據研究說明, 容器焊接設備自動化應用領域廣泛, 各個產品行業都離不開自動化裝置的生產和使用, 在各個行業不斷革新和深造, 已經經歷無數的鉆研和調整有所成果, 在硬件設備的消費和生產數量上有著無法忽視的輸出量?，F在以逆變焊接設備為例加以闡述此新型設備的吸睛之處。逆變焊接設備擁有的特點是適應性強、操作使用方便、持續周期長、性能沒得說, 是設備改革和進步中的成功范例和應用。我國在逆變焊接自動化技術發展和應用上尚不成熟, 雖然不能說是一點成就和作用都沒有, 但仍舊不能和發達的美國等國家相媲美, 因此, 革命尚未成功, 同志仍需努力, 要不斷加強此方面的投入。值得注意的是, 在焊接自動化研究過程中可以加入信息智能的應用, 爭取最大限度地脫離人工的投入, 開發新型的機器人協助焊接技術程序化和流程化的運作。
壓力容器焊接技術已經在緊鑼密鼓中不斷進行新的嘗試和完善, 鑒于壓力容器焊接技術的普及和應用范圍之廣, 只有不斷更新開發新的技術和應用程序, 才能利人利己, 不僅對現代的技術發展有推進作用, 還會為后續的研究做好鋪墊, 留下大量的數據文獻和理論成果。因此, 要不斷進行自我審視和推翻, 找到焊接技術自動化在計算機程序和設備自動化存在的不足, 制定相關的應對措施, 完善發展中的技術。
2容器焊接自動化在程序上的應用和改革
2.1焊接控制系統的技術分析
隨著社會各個行業的發展, 壓力容器行業的發展也已經到達炙手可熱的地步, 然而以焊接自動化的控制技術為當之無愧的狂奔黑馬, 在整個焊接行業中占有相當大的突出地位, 在整個焊縫跟蹤項目中貢獻斐然、成效顯然, 值得重視的控制系統類型就要說觸式和非觸式的應用, 是無與倫比的系統控制。
接下來就要說明一下接觸式和非觸式跟蹤應用系統的特點和不同之處。首先介紹的是非接觸式的跟蹤系統在操作中的成效不是單一的, 跟很多學科都有掛鉤, 社會各界人士在此方面的研究都是仁者見仁智者見智的理解, 取得很大意義上的成果, 對于跟蹤控制系統的發展和進步有突出推進的作用。非接觸式跟蹤傳感器在埋弧焊及中有著廣泛的應用, 加快了工作進度, 提高了產品的質量, 在很大程度上還為企業節約了不可想象的投入成本。再者就來講講接觸式, 接觸式的應用系統存在利弊, 有利部分就是對系統有了稍微的改動, 不會改變焊縫與導電嘴之間的距離, 對于環縫焊接實現自動化保駕護航;不利的一面就是傳感器的測量精度有所下降, 對產品質量有所威脅。
眾所周知, 現今對于跟蹤系統技術的研究是容器焊接自動化技術的重中之重, 因為在實際焊接操作過程中往往因為現場環境的影響, 破壞跟蹤設備傳感器的傳輸情況, 不能很好地獲得和感知焊接操作的成效并加以完善。因此, 跟蹤技術的革新也是不可忽略的研究方面, 要豐富跟蹤途徑和方法, 提高傳感器的跟蹤效率和形同的高能化。
2.2融入智能機器人和自動化程序
壓力容器焊接自動化技術的控制核心就是整個操作系統的程序設計, 也就是所謂的人工智能信息化的精髓, 就像人腦一樣, 它也有神經網絡。但這里指的是控制焊接技術自動化的信息化控制系統交錯復雜。除此之外還有模糊和專家系統之分, 是對不同的焊接情況設計的相應的使用系統, 針對性很強。當然, 在此方面有突出貢獻, 美國、日本等國家的深層次研發當仁不讓, 領先世界水平, 我國要取其精華去其糟粕, 取長補短, 不斷加強此方面的投入好研發。
3壓力容器焊接自動化的未來展望
為加強我國電器行業的進步與改革, 就要重視焊接自動化技術的革新和創造, 不斷注入信心獲利與其他行業加大聯系, 借鑒國外發達的技術, 創造適合中國國情的焊接技術。制訂一套符合實際的焊接自動化發展戰略, 在社會主義市場經濟模式下立于不敗之地, 做行業的領向龍頭。還有, 就是調動專業技術人員來對焊接技術自動化提出科學有效的見解, 要做到有理可依的發展理念。
摘要：當今社會發展的方向是信息化與智能化, 壓力焊接技術則要緊跟時代的步伐來進行改革和創新以實現自動化的目標。壓力焊接技術實現完美的自動化是順應時代潮流的發展, 是成功結合科學技術的創新和舉措, 是對壓力容器焊接技術操作效率的完善和負責, 對于焊接技術的發展和進步有著重大的推進作用。本文就是針對改革壓力容器焊接自動化技術進行合理科學的分析和研究, 根據技術發展的實際情況和阻礙技術發展改革的因素制定出一套有效的解決方案。
關鍵詞：壓力容器焊接,自動化技術,改革創新,現狀探討,研究對策
參考文獻
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焊接自動化技術論文范文第2篇
1 全自動焊接鋪設流程
據有關資料顯示, 利用“海洋石油202”鋪管船進行鋪設, 共有11個作業站, 焊接作業站是1~5站, AUT檢驗站是6站, NDT/返修站是7站, 涂敷防腐站是8~11站, 具體鋪設流程為:坡口加工 (存管區兩側) →管段消磁 (存管區兩側) →管段預熱 (存管區兩側) →焊口組對焊接 (第1站) →填充焊接 (第2、3、4站) →蓋面焊接 (第5站) →AUT檢測 (第6站) →合格→涂敷防腐;AUT檢測 (第6站) →不合格→焊接返修 (第7站) →AUT檢測 (第7站) →合格→涂敷防腐;焊接返修、AUT檢測→不合格→焊接返修 (第7站) →AUT檢測 (第7站) →合格→涂敷防腐;第二次焊接返修、AUT檢測如若還是不合格, 則切口重新焊接, 回到AUT檢測 (第6站) , 重復第7站流程, 直至全部合格, 涂敷防腐完成。
2 全自動焊接技術要點
2.1 焊接工藝
管道焊接采用帶銅襯墊的CRC雙焊炬自動焊進行根焊、熱焊、填充、蓋面, 焊材使用BOEHLER SG3-P實心焊絲, 保護氣體使用根焊75%Ar+25%CO2和填充、蓋面80%Ar+25%CO2混合氣體, 管道焊接過程中預熱溫度保持在100攝氏度至150攝氏度之間, 層間溫度保持在100攝氏度至200攝氏度之間。
2.2 操作要點
全自動焊接是分左右兩半圈來完成。最后一遍為蓋面焊 (2道) 將兩焊炬調節錯開, 同時完成。需要注意的是, 焊接時各接頭必須錯開, 由焊工通過控制手柄上的各功能鍵來完成整個焊接過程。
2.2.1 封底焊
在對左側進行焊接時, 應選用打底焊專用導電嘴, 同時程序設置應調至相應的打底焊位置。然后將兩焊炬同焊接方向調整在同一直線上, 且指向焊縫中心。當處在鐘表12點位置的時候 (如圖1所示A1位置) , 按下第一焊炬啟動鍵起弧焊接, 機頭開始行走。當第二焊絲到達第一焊絲焊道A2位置的時候, 按下第二焊炬啟動鍵, 第二焊絲起弧焊接。焊接進行時, 要仔細觀察第一焊絲電弧, 保證第一焊絲以焊縫中心做左右擺動, 并通過OUT/IN調節鍵調節。當焊接機頭行走到仰位, 第一焊絲焊至A3位置的時候, 按下第一焊絲停止鍵。第二焊絲行走到A4位置的時候, 按下第二焊絲的停止鍵, 這樣就能錯開兩絲?；↑c, 過渡自然。這時, 焊接機頭自動提升并向焊接反方向回車。焊工需立即在軌道里取出機頭, 放到托架, 準備做熱焊道焊接工作。當左側機頭焊行至到10點鐘的位置時, 右側機頭第一焊絲在A2位置起弧, 第二焊絲在A1位置起弧, 第一焊絲在A4收弧, 第二焊絲在A3收弧。
2.2.2 熱焊道及填充焊
封底焊完工后, 將導電嘴換成熱焊道專用導電嘴, 使兩焊炬與焊接方向在同一直線方向, 錯開各層接頭, 先焊接右側機頭。焊接操作基本和打底焊相同。焊縫填平后, 清理焊道。
2.2.3 蓋面焊
調節焊炬調位輪, 錯開兩焊炬, 按擺動鍵。仰焊位置接頭時為正仰焊位。
3 全自動焊接過程注意事項
3.1 焊接前準備
在焊接進行前, 必須要進行仔細檢查, 包括 (1) 確保焊絲盤已經按規定安裝好。 (2) 密切觀察, 必須確保出絲是直的。 (3) 兩焊炬需要保持處在同一直線上。 (4) 仔細檢查導電嘴, 確保其結實緊固。 (5) 行車軌道須緊固穩定, 可靠, 不能偏。 (6) 機頭與軌道安裝務必緊固。
3.2 焊接過程中
在焊接進行過程中, 務必保證送絲通暢無阻礙無斷絲, 因此需要對送絲管進行時常檢查和清理;每焊完一層, 焊工都應對氣體噴嘴、氣體保護罩和導電嘴都做及時徹底的清理;擺動頻率、幅度及行車速度應當根據坡口寬度大小適時適當的進行及時調整;為確保焊道成形, 可以通過增減導電嘴墊片厚度的方法, 適當調節焊接電流, 具體調整比例為:墊片厚度增加1mm, 那么電流就會減小大概10A。
4 結語
海上油田的開發利用依賴于海底管道工程建設, 作為集系統化、智能化和自動化于一體的全自動焊接技術是目前我國乃至全世界海底管線施工中最先進的工藝技術, 可以有效減少工人勞動量、勞動強度和勞動時間, 避免人為失誤對焊接質量造成的傷害, 確保焊接的高精度及穩定性, 大大提高焊接效率, 值得廣大管道焊接工作人員多多學習和大力推廣應用, 為我國海洋油田事業的發展貢獻力量。
摘要：近年來, 隨著海上油田的不斷開發, 海底石油的產量在全部石油產量中的比重越來越高, 海底管道在石油開發和利用中起著尤為重要的作用, 而作為海底管道工程質量的重要技術指標——全自動焊接技術成為海底管道施工工程中的重中之重。本文對全自動焊接鋪設流程、焊接要點及焊接過程注意事項這三個問題進行了探討, 分析其在海底管道工程中的應用。
關鍵詞：全自動焊接技術,海底管道,應用
參考文獻
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焊接自動化技術論文范文第3篇
關鍵詞：石油化工 管道焊接工藝 焊接質量控制
石油化工管道運輸的大多數都是有毒有害、易燃易爆的介質，且管道的長度較長，跨越多個地區，因此管道工程建設過程中，焊接工程量大、焊口多，為了防止介質泄露，威脅人們的安全，對焊接質量進行控制是十分必要的，這樣在很大程度上可以減少管道出現問題，提高工程建設效率，使管道更好的發揮運輸功能。
一、石油化工管道焊接工藝與方法研究
首先，石油化工管道在焊接前要做好技術準備工作，由于管道焊接過程中焊接人員是主要工作者，焊接人員的焊接技術直接關系到管道焊接質量，因此，在焊接前焊接人員應該培訓，在培訓后進行成績測評，經考核合格后的人員才能從事焊接工作。此外，焊接人員在從事焊接工作要不斷積累和豐富焊接經驗，從而優化焊接質量。焊接人員在進行焊接工作前應該選擇正確的焊接技術，時刻注意焊接質量，這樣才能保證管道的質量。其次，焊接人員對石油化工管道焊接方法的選擇也十分重要，常用的焊接方法有三種，分別是手工電弧焊、藥芯焊絲半自動焊以及全自動焊這三種方法，不同的方法有不同的優點，其中第一種方法操作起來更加簡便，操作，過程中對操作設備要求較低，它適用的工作范圍廣，對施工條件要求也不高。全自動焊的焊接方法適用于工作條件較為惡劣的沙漠以及戈壁地區，可以在很大程度上降低工作人員的工作強度，提高焊接質量，保證焊接效率，從而促進管道焊接工程的進一步發展。
二、焊接出現質量問題的原因
2.1焊縫未焊透
在石油化工管道焊接過程中，經常會出現，木材與金屬之間局部未融合的現象，這種現象就是焊縫未焊透導致的。焊縫未焊透現象出現的原因包括根部未焊透、邊緣沒融合、層間沒融合等原因。如果出現了上述現象后，管道在長期使用后就會出現裂縫，影響管道的正常運作。導致焊縫未焊透現象出現的原因還有電流強度不足以及運條速度過快。
2.2焊瘤
焊瘤是指沒有熔化的金屬流淌到焊縫以外形成的塊狀物，出現焊瘤后，焊瘤處就會形成應力集中、裂縫等問題，影響石油化工管道的正常工作，如果焊瘤出現在管道內部，管道內的流體流動則會受到阻礙，如果運輸的物體濃稠度過高，就會出現物料堵塞的問題，導致焊瘤出現的原因可能是由于焊縫坡口邊緣臟污過多，也有可能是由于焊接電流過大，這兩種情況都可能導致焊接過程中出現焊瘤。
2.3咬邊
石油化工管道種類較多，運輸不同介質的管道對焊接質量有不同的要求，對于高壓管道來說不能出現咬邊的問題，如果出現咬邊的問題，就會影響管道的安全性，造成咬邊的原因有可能是熔接電流過大、焊接角度存在誤差。
三、石油化工管道焊接質量控制措施
3.1完善管道焊接質量保證體系
完善管道焊接質量保證體系，對提高石油化工管道焊接質量有很大的幫助，相關人員要采取科學合理的工作方法，在進行焊接前，要對焊接材料、技術工藝，以及焊接設備等進行檢查，監督人員要對施工過程進行監督，保證及時發現施工出現的不合理現象，出現問題后要做好后期工作。管理部門還要加強對焊接技術人員的培訓工作，向他們傳輸質量第一的觀念，建立焊接質量管理體系，定期對管道焊接質量進行檢查，及時發現問題，以便于問題的解決，提高焊接質量。
3.2施工準備以及體系審查
焊接人員在焊接前要做好施工準備工作，在焊接前要設計文件，了解相關的管道焊接技術要求，制定詳細的焊接質量檢驗計劃。在施工前要對材料進行驗收，特別是管道焊接過程中，涉及到的各種材料的材質和尺寸都要符合規則。此外，還要落實項目質保體系，準確了解每個施工人員的技術水平，對于不能勝任的人員，要及時進行調換，以保證石油化工管道焊接質量。
3.3重視焊接后質量管理與控制工作
在焊接完成后，要對焊縫外觀進行檢驗，需要注意的是，焊縫外觀檢驗應在污損檢測之前進行，在檢驗過程中應做好焊接檢查記錄，檢查人員要熟悉檢查標準，按照標準進行檢查，對焊縫余高、寬度以及接頭錯邊量和零角度進行測量，將所有測量數據進行記錄。對于不能通過眼部直觀觀察的管道部位來說，可以采用無損檢測方法進行判別，無損檢測方法和檢測比例要滿足設計標準規范的相關要求。在檢測完成后，針對需要返修的焊縫，相關人員要嚴格執行返修工藝，在返修過程中做好返修記錄，從而保證，接下來的工作能夠順利進行。
3.4重視焊接施工質量管理工作
對于石油化工管道焊接施工管理工作，相關人員要引起重視，做好壓力管道焊縫的檢查工作，檢查過程中派專門人員進行記錄，熟悉管道焊接合格判定標準，按照標準工作。焊接完成后，要對管道周圍環境進行檢查，對于一些環境比較惡劣的地區，應該做好防范措施，保證焊接質量，如果焊接環境達不到施工要求，必須立刻停止施工。另外要做好焊接機具熱處理工作，保證焊接機具的整體性，使焊接工作順利進行。
結束語：為了使得管道運輸的安全得到保障，相關部門對石油化工管道焊接質量要求較高，因此，施工部門在施工時，應該嚴格按照標準進行施工，在焊接過程中積累焊接經驗，找到焊接質量控制要點，針對具體問題進行具體分析，從而促進管道運輸工程的發展，保證石油化工管道運輸質量，為人們的生活帶來更多的便利。
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焊接自動化技術論文范文第4篇
關鍵詞：長輸管道，焊接，施工工藝，焊接施工
引言：
長輸管道的焊接在現階段的社會工程的運行中占有重要地位，為了更好的落實能源的自然供給，國家相關部門要根據實際情況開展分析，落實施工技術的處理，減少問題出現與發生的可能性。落實長輸管道的焊接需要綜合考慮地理環境與氣候田間的影響，一切因素都是影響施工建設的重要環節。焊接實施自身具備流動性大的特點，落實焊接工程管理是重點，監督管理人員實施工程建設的管理時候需要將工程實施的實際情況與施工技術相結合，實施全方位的監督管理，還要明確焊接工藝的內容，保證焊接的質量能夠達到國家相關的標準?，F階段焊接企業存在著一系列問題，導致工程建設的安全無法得到保證，所以分析焊接工程的施工影響因素是重點，合理選擇施工技術，促進工程運行。
一、長焊接管道的影響因素分析
1.施工的流動性
管道焊接是一項具備流動性的焊接工程，實施管道的焊接進度與施工建設存在不同，施工建設僅僅是在一塊場地開展修建，雖然環境因素也會直接影響施工建設的質量但是相對于長焊接管道來說，影響還是小的。長焊接管道的實施需要不斷進行管道周圍質量的勘測，認知落實實際情況，還要不僅進行更換施工技術，保證質量，所以，長焊接管道的質量會受到流動性的影響。
2.地形地質環境的影響
長焊接管道實施的時間較長，開展長焊接管道的實施需要在建設的過程中根究地質環境開展分析，落實技術的分析與處理。所以施工建設中的地質與地形情況也是直接影響建筑工程施工建設的關鍵，在山區區域焊接就不能完全應用全自動技術開展連接，施工建設人員要結合施工建設的焊接技術開展分析，落實整理，實現焊接效率的提升，保證焊接的質量，但是在平坦區域開展焊接的時候就可以使用全自動焊接技術開展，減輕施工人員的施工壓力，保證工程效率的有效增長。
3.環境
焊接工程的施工都是落實在室外開展的，焊接的過程中會受到自然環境的影響，落實焊接技術的分析需要將施工建設的實際情況記入施工技術的選擇中，結合施工區域的地理環境，人文環境和社會環境綜合開展分析建設。
二、長輸管道的焊接技術
1.自動焊接技術
隨著社會的快速發展，自動化水平的不斷推進，焊接技術的應用中也加入了自動化控制，這種自動的焊接技術更加適合應用在大壁厚管道，大直徑的管道以及大機組的焊接過程中，自動焊接技術的質量需要滿足施工建設的實際需求，落實處理，保證焊接技術實施的穩定性。這種自動化技術的使用能夠更好的保證施工建設的質量，落實焊接外形的處理，提升施工建設的速度，但是在使用這項技術的時候應該注意，落實跟焊問題的處理。
2.手工下向焊接技術
這項焊接技術與其他的技術相比焊接的質量要更好，這項技術具備較強的電弧吹力的處理能力，具備較大的挺度，落實打底焊的時候可以更好的形成單面焊接雙面成型的可能，并且焊條的融化速度較快，所以，這項技術在場輸焊接管道中應用較多。
3.雙聯焊接技術
雙聯焊接技術主要是使用在焊接場所與施工建設的焊接作業帶附近的區域開展，應用氣體能夠更好的實現焊接區域與埋弧方式的焊接，保證鋼管的穩定。這種技術的施工質量較高，施工周期相對較短，資金的投入少，能夠更好的實現焊接效益的提升。
三、控制長輸管道的焊接質量分析
1.合理控制焊接的質量
為了更好的落實建筑工程的施工質量監管，提升施工建設的質量，開展長輸管道的焊接時候需要深入施工現場開展管理，仔細掌控施工建設的氣候條件，根據地質的情況與環境因素落實施工技術。風力較大的環境不適合開展焊接工程，落實焊接工程的處理需要一定的氣體環境開展保護。所以如果施工建設中風速超過5m/s就可以使用低氫型的焊條落實焊接，當風速到達8m/s的時候就要更改焊條，盡量使用酸性的焊條電弧焊的方式落實處理。環境的整體溫度過低的時候就不適合進行焊接。開展焊接質量的控制一定要立足于環境的基礎上實施。
2.控制焊接的材料
焊接的材料質量也是直接影響焊接工程質量的關鍵，長輸管道的焊接過程中需要根據實際情況使用較多的焊接材料，首先鋼材以及焊條等材料是工程實施必備材料，相關人員落實焊接材料的選擇時候要嚴格按照國家建設的標準開展，防止出現材料質量影響工程實施的整體質量的情況，材料的生產廠家需要具備一定的生產許可證書，做好各個材料的標注，實現焊接工程材料的保證，提升工程質量。
3.優化焊接技術
施工建設人員的技術是工程實施的重點，所以落實施工建設人員的施工技術也是管理中的重要事情，管理人員需要定期向建設人員提供培訓，不斷優化建設人員的思想與技術，保證焊接的過程中技術的良好實施。提升工程質量還要重視焊接管道的檢測，做好管口以及坡口的重視，采用相關措施落實處理，數據控制在合理的范圍中。
總結語：
石油天然氣等能源在現階段的社會發展中占有重要地位，落實長輸管道的焊接與修建是重點，為了更好的提升長輸焊接管道的質量，管理人員需要不斷進行技術優化，改變傳統施工建設中存在的問題，落實問題處理。管理人員落實監管的時候需要進入施工建設的環境中，結合環境等因素綜合提出指導，提升施工建設的水平，滿足國家建設標準。
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焊接自動化技術論文范文第5篇
【摘 要】本文以海洋石油工程中的水下焊接技術為研究對象，通過對海洋石油工程中的水下焊接技術的方法、特點、基本問題的分析，結合現代海洋石油工程中的水下焊接技術的發展趨勢，在克服原有技術的不足的基礎上，展望未來海洋石油工程中的水下焊接技術的發展趨勢，推動海洋石油工程水下焊接技術的科研發展。
【關鍵詞】石油；海洋石油工程；水下焊接
前言
隨著我國國民經濟的高速發展，市場經濟對石油能源的需求也越來越大。然而石油能源作為不可再生能源具有稀缺性的特征，加之由于政治利益集團的博弈導致的原油市場波動，石油市場的供給關系的平衡狀態時刻面臨著沖擊。在石油供不應求的大背景下，世界各國石油公司都把石油開發方向瞄準了海洋石油資源。能源安全關系國家經濟安全，中國石油集團公司應該制定開發海洋石油的戰略，加強海洋石油開發的相關技術的研究和運用，加快海洋油氣勘探步伐。
1 研發水下焊接技術的必要性
建造和安裝起堅固的海洋石油開發構筑物是進行海洋石油開發的基礎條件，如堅固可靠的石油平臺和導管架等，它們的堅固程度必須能達到適應惡劣的工作環境的程度，要能承載起本身建筑結構的負載荷度、來自海洋風暴和潮流的附加載荷度，同時要能抵抗海水的鹽分腐蝕、海水砂流的磨損、海洋地震或者寒冷的洋流侵襲等。由于海洋工程建筑對工作性能要求很高，所以無論海上石油平臺還是海底輸油管道等設施在力學設計、加工制造、制造材料和焊接等方面都有非常高的質量要求。盡管如此，由于海洋環境的惡劣和條件的艱難，海洋石油工程建筑在其安裝和實際的運行過程環節會遇到損壞的情況，為了排除這種可能導致不堪設想的后果的隱患，必須盡快對損壞的建筑部分進行修復。修復受損的海洋建筑需要耗費大量成本，一般為了盡可能降低維修的成本和縮短修復周期從而減少石油公司的損失，必須采用水下焊接技術進行修復。另一方面，隨著許多的石油建筑設施的工作壽命的增加，海上石油建筑對水下焊接的需求也越來大。加強水下焊接技術的科研，借鑒國內外水下焊接技術的經驗，建立和完善配套的海洋石油工程的水下焊接方法、裝備和技術體系是必然趨勢。
2 影響水下焊接技術的基本因素
由于自然環境的巨大差別，如水壓的存在，水下焊接與陸上一般的焊接作業有較大差別，如水下焊接的弧焊作業過程會遇到截然不同的電弧形態和融滴過渡特征，水下焊接的金屬冶金要求也不相同。水下焊接環境相對于陸上焊接環境要更為復雜，其作業程序所顧及的因素也是多方面的。
（1）焊接能見度。水下焊接由于在水下作業，因此能見度很低。眾所周知，光線在水中傳播距離僅為真空狀態的千分之一，水下焊接的作業時的可見光在水中傳播會明顯發生衰減，加之焊接電弧的高溫會在水下產生大量氣泡和煙霧，因此水下電弧可見度相對來說處于很低的狀態。另外，對于在水下深處的海洋建筑物的焊接維修還會遇到海底泥沙的環境，水的可見度度更是因為雜質而變得很低。與此同時，水下焊接還要面臨光在水中的折射導致的觀察位置與實際位置相互偏離的情況。某種程度上，水下焊接的工人是處于幾乎被致盲的狀態，無法清楚了解焊縫位置，在實際作業中還會出現對熔池的位置誤判的情況。因此水下焊接技術必須解決相應的盲焊的問題，盲焊也常常導致水下焊接出現焊接作業容易出現焊接缺陷、質量不高的情況。
（2）焊接熔池條件。在水下焊接的電弧焊接過程中，高溫會導致水的氣化和蒸發，水下焊接的熔池冶金條件會進一步惡化，氣體蒸發會導致焊接接頭出現眾多氣孔，甚至很難成形。高溫同時還會導致水的熱分解發生，從而讓焊接的接頭處氫的含量大為增加，一旦超過了允許值就會產生新的裂紋，嚴重影響焊縫結構，影響焊接的接縫的質量。一般的水下焊接導致的擴散氫的的含量正態分布是40ml/100g左右，是一般的陸上酸性環境下焊接的多倍。水中焊接質量如果處理不好氫含量是很難得到保障的。
（3）焊接的冷卻速度。水下焊接的環境特殊性，導致焊接冷卻速度遠高于普通焊接。在進行水下焊接作業時，由于水的熱導率遠遠高于空氣熱導率，在焊接的同時水會對焊接融態的金屬和熱影響區進行強烈的冷卻。過快的水冷卻不利于焊接質量的保障，會導致焊縫處產生快冷卻導致的淬硬組織，導致其韌性變差，焊接裂紋隨時有可能會出現。
（4）焊接面臨的水壓。由于一般的海洋石油工程建筑大多建在水深較深的海面上，所以維修時下潛的深度很深。而隨著下潛水下的深度的增加，根據帕斯卡定律，水壓也會逐漸增大，一般每下潛十米左右，水下增加0.1MPa。而水壓的增加會導致電弧氣壓的增加，電弧會出現弧形變細，焊道變窄而焊縫高度增高的狀況；而焊接的導電介質密度也會隨水壓的升高而增加，進一步加大了進行電離的難度，焊接電弧的電壓也會陡然升高，穩定性變得很低，焊接時出現的飛濺和煙塵也會變多。由此可見，較高的水壓環境對于水下焊接的工藝特性、焊接質量以及焊接接縫的化學結構都會產生不利影響。
上述諸多不利因素的影響下，在復雜的水下環境下是很難實現高效的連續水下焊接作業的，經常出現斷斷續續的低效水下焊接作業。在綜合考慮以上各方面影響因素下，水下焊接結束也必須有相應的配套解決措施和方案。
3 現代水下焊接技術的方法及其特點
隨著人們對海上石油能源開發的需求越來越大，相關的海洋石油工程及其維修技術發展日趨完善。1917年英國海軍造船運用水下焊接技術來維修船舶的受損的接縫，1932年俄國工程師科兒克羅夫發明了用于焊接防水的專用焊條，到了二戰期間水下焊接技術在打撈海底沉船方面已經得到廣泛運用，在20世紀下半葉由于各國對海洋石油和天然氣的開發需求，海洋石油工程的水下維修技術得到長足發展，并在1985年建立起了相對完備的濕法水下焊接工藝。水下接技術中的水下濕法焊條電弧焊工藝在50年代傳入了我國。并且在我國廣大科學工作者的努力下，水下焊接技術也得到進一步的發展。70年代哈爾濱焊接研究所開發的水下局部排水二氧化碳氣體保護焊技術，其能在特別制作的水下半自動焊接槍幫助下排除煙霧，提高水下焊接效率，有效保障焊接質量。到近幾年北京石化學院進一步發展了水下局部干法焊接技術，TIG焊過程在60米水深環境下得到進一步完善，促進我國水下焊接技術發展。
（1）濕法焊接技術及其特點。在水下焊接技術中有一套已經相對完備的水下焊接工藝就是濕法焊接工藝。濕法焊接利用的是電弧可以直接在水中燃燒的原理，實現水下作業就能完成焊接的熔滴過渡和焊縫最終的結晶形成。濕法焊接工藝主要有水下焊條電弧焊以及藥芯焊絲半自動焊。在現代焊條技術研究方面，英國的Hydroweld FS水下焊條、德國的雙層自保護藥芯焊條等處于國際領先水平。有美國學者通過添加適量的稀土元素以改善焊條藥皮，改良后的焊條性能有所改善，一定程度提高了焊縫的質量。而近幾年來興起的藥芯焊絲法也有獨特的水下焊接工藝，其采用藥芯焊絲，加進的焊藥可以很明顯地改善電弧電力條件，并保障金屬過渡的穩定性，其焊接效率相對前者焊接工藝要較高。
（2）干法焊接技術及其特點。水下焊接技術中的干法焊接一般指的是水下人為創造一個相對無水的氣相焊接環境然后進行作業的方法。作業人員可以在水下一個空間相對開闊的干氣室中焊接。這種方法在海洋石油工程建筑深水作業情況中常用。干法焊接一般包括高壓干法焊接和常壓干法焊接。第一，高壓干法焊接。該工藝最早在美國得到運用。其基本原理是，在水下焊接時，焊工位于一個底部有開口的氣室，作業時通入稍大于作業環境的水壓的氣體，將室內水從底部開口派出去，然后工作人員可進行正常作業。雖然其能有效保障焊接質量。但也存在適應范圍有限，施工成本由于氣室作業需要的輔助多而非常高昂等問題。第二，常壓干法焊接。該水下焊接工藝是指在很深的水下，焊接作業人員仍然在標準的氣相環境中進行焊接工作。最早是法國的石油公司于1977年在修復北海深水輸油管道作業中采用。氣室是一個寬為2.4米，長達6米的圓筒，兩頭為橢圓形。然而其設備的制造和作業的時候成本異常高昂，一般只能適合于深水焊接作業。干法焊接工藝需要造價高昂的氣室輔助，作業成本高，適用范圍小，一般只能用于管線接頭的焊接。
（3）局部干法水下焊接。局部干法焊接技術主有日本的鋼刷式水下焊接法、罩式水下焊接法和美國提出的可移動氣室水下焊接法。雖然三者的具體水下焊接工藝方法各有不同，但是核心一點都是采用系列措施達到水下焊接環境下局部排水的目的。干法焊接的核心特點就是局部排水，從而在相對無水作業環境下保障電弧穩定性、焊縫形狀、焊接的質量，但是只能使用淺水焊接環境。
4 展望水下焊接技術的發展
水下焊接技術受到影響最大的因素就是惡劣而復雜的水下環境帶來的作業難度。濕法焊接工藝直接適應水下作業環境的復雜條件，由于復雜的水壓環境，其焊接質量難以得到最佳保障。雖然濕法焊接技術已經發展相對成熟，但依舊無法滿足海洋石油工程建筑對設施結構和質量的高要求，所以提高濕法焊接質量是水下焊接技術研究的重點之一。而水下焊接技術中的局部干法技術則相對更有優勢，局部干法水下焊接一方面其作業方法簡單可行，另一方面，性價比相對較高，用相對低廉的成本就可以獲取較高的經濟效益，而干法水下焊接由于有相對無水的氣相環境做保障，因此焊接質量也能得到一定的保障，唯一的不足是大部分干法水下焊接技術還處于試驗研發階段，市場運作并未成熟，而且適用范圍局限于淺水環境，因此干法水下焊接技術還需要進一步加大研發力度。
唯一能滿足現代海洋石油工程建筑對設施的高質量要求的現代水下焊接技術只有水下干法焊接技術。但是由于水下干法焊接技術需要制作精密的創造氣相環境的干氣室，耗費成本高昂，而且在實際的水下焊接作業過程中，需要配備相應的輔助施工隊伍，施工時間長而且成本巨大，并且對突發性的海洋環境變動，如風暴或者海浪，其適應力相對較弱。由此可見，大部分水下焊接技術的發展都有不同程度的局限性。因此必須加大水下焊接技術的研發，如智能化和自動化水下焊接技術、深水干法水下焊接技術、水下焊接連續作業技術、水下焊接過程監控技術、水下焊接電弧穩定技術等，水下焊接技術的發展將對海洋石油能源的開發提供強大的軟件支持，從而促進經濟的發展。
參考文獻：
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作者簡介：
楊雙羊（1980.8-），男，漢族，天津，工程師，工作單位：海洋石油工程股份有限公司。
焊接自動化技術論文范文第6篇
摘要：境外某超臨界火電機組工程在水壓期間，壓力管道的探傷孔焊縫發生多處裂紋并泄露。文章針對這些裂紋的產生原因進行了分析，并制定了相應的防范措施，為今后類似工程項目提供參考和借鑒。
關鍵詞：壓力管道；探傷孔；裂紋分析；熱處理；火電機組 文獻標識碼：A
1 概述
本次水壓期間壓力管道的探傷孔焊縫共11處發生裂紋，分別為P91材質的蒸汽管道4只、P12材質的蒸汽管道6只和WB36/SA-105材質的給水管道1只。經過打磨挖出來進行VT和PT檢驗發現所有堵頭裂紋都是從焊縫根部開始往橫、縱方向裂開。探傷孔插塞均為螺紋旋緊后再用角焊縫密封固定的結構，設計要求探傷孔插塞安裝旋緊后的角焊縫為10mm（如圖1所示），施工技術合同規定焊前預熱和焊后熱處理按照ASME標準第I卷中的相關要求執行。ASME標準第I卷PW-39規定，對于這樣的連接方式，焊縫厚度在不超過10mm、Cr含量不超過6%并且焊前預熱的情況下可不進行焊后熱處理。所有插塞中，除了P91材質的插塞Cr含量超過6%外，其余的Cr含量均低于6%。所以P91材質的插塞即需要焊前預熱，也需要焊后熱處理；P12和WB36/SA-105的插塞在焊前按標準要求預熱的情況下，不需要焊后熱處理。
2 探傷孔插塞焊縫的焊接工藝措施
2.1 壓力管道材質為P91的探傷孔插塞
探傷孔插塞的材質和管道相同，焊前電加熱預熱到200℃，熱電偶測溫，使用手工電弧焊工藝進行焊接，焊后升溫進行焊后熱處理，然后進行100%滲透檢測。
2.2 壓力管道材質為P12的探傷孔插塞
探傷孔插塞的材質和管道相同，焊前火焰預熱到120℃，測溫筆測溫，使用手工電弧焊工藝進行焊接，焊后緩冷；根據設計圖紙施工，焊腳尺寸未超過10mm，執行ASME標準規定焊后未進行熱處理；然后進行100%滲透檢測。
2.3 壓力管道材質為WB36的探傷孔插塞
探傷孔插塞的材質為碳鋼A105，焊前火焰預熱到100℃，測溫筆測溫，使用手工電弧焊工藝進行焊接，焊后緩冷；根據設計圖紙施工，焊腳尺寸未超過10mm，執行ASME標準規定焊后未進行熱處理；然后進行100%滲透檢測。
3 發生裂紋的原因分析
3.1 焊接工藝方面
3.1.1 對于P91材質的探傷孔插塞焊縫，由于焊前執行的是電加熱預熱工藝，所以可以排除預熱溫度不均勻；經查預熱和焊后熱處理曲線符合工藝要求，排除了熱處理工藝的問題。焊條均有合格證明，存儲、烘培和發放過程均有記錄，可以排除焊材的因素。由于熱電偶測溫點的位置只能綁扎在管子上而不能綁扎在插塞上，加上插塞露出部分25mm厚，當熱電偶顯示滿足溫度要求時，插塞本身的溫度可能沒達到，于是在焊接插塞和管子連接處的角焊縫時產生了根部微小的冷裂紋；在隨后的熱處理過程中裂紋逐漸擴展，再加上沒有完全消除的殘余應力，在水壓壓力的作用下逐漸擴展到焊縫表面，引起泄露。
3.1.2 對于不需要進行焊后熱處理的P12和WB36/SA-105的探傷孔插塞焊縫，焊條均有合格證明，存儲、烘培和發放過程均有記錄，可以排除焊材的因素。由于執行的是焊前火焰預熱和焊后緩冷的熱處理工藝，可能會出現焊前預熱溫度不均勻或個別未預熱的現象，在焊接插塞和管子連接處的角焊縫時產生了根部微小的冷裂紋；加上焊接殘余應力的作用，使裂紋逐漸擴展到表面，在水壓時發生泄漏。
3.2 安裝工藝方面
3.2.1 在對探傷孔插塞打磨的過程中，發現泄露的插塞中大部分未終緊，去除焊縫金屬后用手能夠輕易地擰開，于是懷疑大部分插塞僅為手工安裝，未使用專用工具終緊，這就造成了插塞的松動。當開始焊接時，焊條熔化的高溫開始使插塞受熱升溫，在電弧向前移走后的瞬間，熔化的焊縫金屬（熔池）立即凝固收縮，此時高溫的電弧還在向前移動，根部第一層的焊接還沒有結束，對插塞的熱傳導還在進行，插塞由于未終緊，受熱向外膨脹。由于插塞的膨脹阻礙了焊縫的凝固收縮（如圖2所示），從而在焊縫根部出現微小裂紋，這些微小裂紋在未完全消除的焊接殘余應力和打水壓壓力的作用下逐漸擴展延伸，直到焊縫表面，造成泄漏。
3.2.2 部分管道表面廠家機加工的與插塞進行貼合的凹臺結合面和探傷孔不同心，在安裝時未進行修磨，使插塞在安裝后不能和凹臺表面緊密結合（如圖3所示），導致不能擰到位，從而造成插塞帽下表面和凹臺表面之間存在夾縫間隙（也就相當于焊縫未焊透），焊接后使焊縫根部存在菱角，導致應力集中，引起根部裂紋，在水壓試驗壓力和殘余應力的作用下逐漸擴展到焊縫表面。
3.2.3 由于探傷孔長時間的敞口，導致里面進入臟物和焊接飛濺，加上手工安裝，使部分插塞不能擰到位，插塞帽下表面與凹臺表面甚至母材表面存在夾縫間隙（也就相當于焊縫未焊透），焊接后使焊縫根部存在菱角（如圖4所示），導致應力集中，從而引起根部裂紋，在水壓試驗壓力和殘余應力的作用下逐漸擴展到焊縫表面。
3.2.4 在插塞擰到位并且終緊的情況下，焊縫的主要作用為密封和進一步鎖緊插塞。由于插塞未終緊和未擰到位，使焊縫根部由于膨脹外力、應力集中使根部產生微裂紋，再加上焊接殘余應力和水壓壓力的作用，使裂紋逐漸向焊縫表面擴展，最終導致泄露。
3.2.5 對于采用火焰預熱的探傷孔插塞，由于預熱不均勻和不夠充分，加快了焊縫的冷卻速度，增加了由于插塞未擰緊而產生根部拉裂的傾向。
4 防范措施
4.1 焊接工藝方面
4.1.1 對于P91材質。由于P91材質的探傷孔插塞焊縫，按照標準規定需要進行焊后熱處理。為了防止冷裂紋的產生，再采用電加熱的預熱的基礎上，由質檢員用測溫筆或遠紅外測溫儀測量插塞和焊接區域的溫度，確定溫度均達到200℃以上時方可開始焊接。焊后及時進行焊后熱處理，如果被迫中斷，要進行保溫緩冷或350℃保溫2小時的脫氫措施。
4.1.2 對于P12材質。為了避免加熱不均勻，改火焰預熱為電加熱預熱，并由質檢員用測溫筆或遠紅外測溫儀測量插塞和焊接區域的溫度，確定溫度均達到120℃以上時方可開始焊接。如果探傷孔插塞焊縫的實際焊腳高度不超過10mm，則采取焊后保溫緩冷措施；如果探傷孔插塞焊縫的實際焊腳高度超過10mm，則采取650℃～700℃保溫2小時的熱處理措施。
4.1.3 對于WB36/SA-105材質。為了避免加熱不均勻，改火焰預熱為電加熱預熱，并由質檢員用測溫筆或遠紅外測溫儀測量插塞和焊接區域的溫度，確定溫度均達到100℃以上時方可開始焊接；如果探傷孔插塞焊縫的實際焊腳高度不超過10mm，則采取焊后保溫緩冷措施；如果探傷孔插塞焊縫的實際焊腳高度超過10mm，則采取590℃～610℃保溫2小時的熱處理措施。
4.2 安裝工藝方面
4.2.1 插塞安裝前嚴格執行封口措施，防止管道安裝過程中的臟物和管道焊接過程中的飛濺落入而堵塞探傷孔螺紋通道。
4.2.2 探傷結束后，探傷孔安裝前由質檢員檢查探傷孔和插塞螺紋的完好情況，如發現探傷孔螺紋有飛濺等異物，要清除干凈并保護好螺紋。
4.2.3 探傷孔插塞安裝后要用專用工具擰緊，使插塞帽下表面與母材緊密貼合，由質檢員對終緊情況進行驗收，確保終緊并且插塞帽與管道之間無間隙后方能焊接。如果終緊后一側仍有較大間隙，則應對管道母材側進行打磨，直到消除間隙為止。
5 結語
通過以上防范措施對這11只探傷孔進行了重新安裝和焊接，解決了之前的裂紋問題。機組剩余的探傷孔的安裝和焊接也在原有施工工藝的基礎上添加了以上的防范措施，裂紋得到了很好的控制，在后來的機組試運期間非常穩定，沒有類似問題的再次發生。
總之，由于焊接質量受母材、焊材、構件類型、安裝和焊接工藝的影響，焊接接頭同母材相比在性能方面還存在一定的差距，是整個區域的薄弱環節。為保證焊接質量符合運行安全要求，應該具體情況具體分析，制定合適的安裝和焊接工藝等措施。
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作者簡介：王海強（1981-），男，陜西寶雞人，國電庫爾勒發電有限公司工程師，研究方向：金屬焊接技術管理。
（責任編輯：蔣建華）