2006年之前,行业内采用管道全位置自动焊的工艺主要有TIG气体保护焊工艺和MIG气体保护焊工艺,而这两种工艺主要应用焊接小直径薄壁管(管道直径φ<325毫米、管壁厚度h<40毫米的焊接。对于大厚壁管道(管道直径φ≥325毫米、管壁厚度h≥40毫米)焊接通常采用的是手工氩弧焊打底和焊条电弧填层和盖面的工艺(以下简称氩电联合焊接工艺),其坡口型式大都为双″U″形组合坡口,焊接采用单层多道焊,在图1中形式了氩电联合焊接工艺涉及到的常见焊接坡口型式,在图2中显示了氩电联合焊接工艺焊接的单层多道焊的焊缝示意图。
通常,管道全位置自动焊机由焊接电源、电视监控系统、遥控器、焊接机头、焊接轨道以及焊枪等六大部分组成。该焊机电源是一种脉冲逆变电源,具有弧长自动控制、实时监控、焊枪横摆控制、叠加高频脉冲等功能。脉冲TIG自动焊可调工艺参数多,能够精确地控制焊接热输入以及熔池的形状和尺寸,可以用较低的热输入获得较大的熔深,从而减小了焊接热影响区和焊件变形。在焊接过程中,脉冲电流对点状熔池有较强的搅拌作用,而且熔池金属冷凝快,高温停留时间短,焊缝金属组织细密。该种设备提供管道焊接的基本功能,给定的参数可调节范围大,在焊接管道时需要根据工艺要求,根据焊接管道的母材的尺寸、坡口型式和尺寸等因素选择所需要的焊接工艺参数。
对于大厚壁管道的焊接来说,对于常用的如图1所示的坡口,采用上述管道全位置自动焊机的氩电联合焊接工艺存在以下缺点:
1.氩电联合焊接工艺的坡口宽,焊接熔敷金属的填充量大,焊接消耗材料量是窄间隙自动焊工艺的坡口的4~5倍;
2.氩电联合焊接工艺的坡口宽,焊接熔敷金属的填充量大,焊接周期相对较长。
3.氩电联合焊接工艺的坡口的型式和尺寸决定了在进行焊接时,采用单层多道焊进行焊接。