第6章　管道焊接設(shè)備

長輸管道施工用設(shè)備主要有焊條電弧焊設(shè)備、熔化極氣體保護焊設(shè)備、STT和RMD焊接設(shè)備、鎢極氬弧焊設(shè)備、埋弧焊設(shè)備、自保護藥芯焊絲焊接設(shè)備、管道全位置自動焊設(shè)備等。

6.1　焊條電弧焊設(shè)備

長輸管道采用的焊條電弧焊設(shè)備主要是硅整流焊機和逆變焊機。

6.1.1　硅整流焊機

（1）硅整流焊接電源的特點　硅整流焊接電源具有長輸管道工程對焊條電弧焊電源的各項要求，硅整流焊接電源與逆變焊接電源相比具有如下特點。

①焊接電源的穩(wěn)定性好，故障率低。

②重量和體積大。

③效率及功率因數(shù)低。

（2）硅整流焊焊條電弧焊機的適用范圍　硅整流焊條電弧焊機適用于各種焊條和各種規(guī)格長輸管道工程的焊接。

6.1.2　逆變焊機

（1）逆變焊接電源的特點　逆變焊接電源具有長輸管道工程對焊條電弧焊電源的各項要求，逆變焊接電源具有如下特點。

①動特性好，焊接工藝性優(yōu)良。

②重量輕、體積小。

③效率及功率因數(shù)高。

④引弧性能好，可實現(xiàn)低飛濺焊接。

（2）逆變焊條電弧焊機的適用范圍　逆變焊條電弧焊機適用于各種焊條和各種規(guī)格長輸管道工程的焊接。

6.2　熔化極氣體保護焊設(shè)備

用于長輸管工工程的熔化極氣體保護焊設(shè)備主要是CO2氣體保護焊和混合氣體保護焊設(shè)備，這兩種氣體保護焊又分為半自動焊和自動焊（管道自動焊設(shè)備在6.7節(jié)中介紹）。

6.2.1　CO2氣體保護半自動焊

目前長輸管道工程所采用的CO2氣體保護焊主要是半自動焊，也采用CO2氣體保護自動焊，但用量較小。

（1）CO2氣體保護半自動焊的特點　CO2氣體保護半自動焊機是一種技術(shù)非常成熟的焊接設(shè)備，可實現(xiàn)管道環(huán)焊縫全位置的焊接。目前的CO2氣體保護半自動焊機焊接電弧穩(wěn)定，熔池流動性好，具有較大的熔深等。它的主要缺點是焊縫金屬的含氧量偏高，較混合氣體保護焊焊接接頭的力學性能稍差。

（2）CO2氣體保護半自動焊的適用范圍　CO2氣體保護半自動焊可適用于各種長輸管道工程的焊接，但對焊接接頭性能要求高的輸氣管道通常不允許全部焊道采用CO2氣體保護自動焊。

6.2.2　混合氣體保護半自動焊

混合氣體保護半自動焊設(shè)備與CO2氣體保護半自動焊設(shè)備基本一致，大部分的氣體保護半自動焊設(shè)備，既可采CO2氣體作為保護介質(zhì)，也可采用混合氣體作為保護介質(zhì)。

（1）混合氣體保護半自動焊的特點　混合氣體保護半自動焊可根據(jù)焊接要求采用不同的混合比例，以適用不同焊接接頭的焊接。可通過調(diào)節(jié)混合氣體成分和混合氣體比例，來改善熔池的流動性及熔深。混合氣體通常以Ar為基礎(chǔ)氣體，通過加入CO2氣體（或O2）的比例不同來得到所需的熔池的流動性及熔深。混合氣體電弧的穩(wěn)定性好，所焊接的接頭的力學性能也較CO2氣體保護焊接頭的力學性能要好。

（2）混合氣體保護半自動焊的適用范圍　混合氣體保護半自動焊可焊接各種長輸管道工程。

6.3　STT和RMD焊接設(shè)備

STT和RMD焊接設(shè)備實際上是熔化極氣體保護焊設(shè)備，只是它采用了更嚴格和更完備的波形控制技術(shù)，使焊接過程更加穩(wěn)定，熔滴和熔池更能精確控制。

6.3.1　STT和RMD的特點和適用范圍

（1）STT和RMD的特點　STT和RMD焊接技術(shù)與常規(guī)的CO2氣體保護焊的最大區(qū)別是基本消除了焊接時的飛濺，實現(xiàn)了電弧的穩(wěn)定燃燒。

STT和RMD焊接可以采用CO2氣體作為保護介質(zhì)，也可采用Ar和CO2的混合氣體作為保護介質(zhì)。采用CO2氣體作為保護介質(zhì)焊接，熔池的流動性和熔透性較好，但焊縫的力學性能稍差；當采用Ar和CO2的混合氣體作為保護介質(zhì)時，熔池的流動性較差，但焊縫的力學性能好。

STT和RMD焊接工藝特點如下。

①電弧燃燒穩(wěn)定。

②引弧容易。

③煙塵和噪聲小。

④飛濺極小。

⑤焊縫成形美觀。

⑥焊接成本較低。

⑦操作容易。

⑧抗風能力較差。

⑨焊接設(shè)備價格較高。

（2）STT和RMD的適用范圍　STT和RMD焊接設(shè)備適用于中小管徑管道全部焊道的焊接，在目前的長輸管道工程施工中主要用于管道環(huán)焊縫根焊道的焊接。

6.3.2　STT和RMD設(shè)備的組成

（1）焊接電源　焊接電源是電弧能量的來源，STT和RMD焊接電源能夠根據(jù)熔滴的過渡過程自動調(diào)節(jié)焊接電流的大小，以適應不同過程對焊接電流的需求。普通的焊接電源在焊接的某一階段只有一個焊接電流，而STT和RMD焊接電源是提供兩個焊接電流值，即一個基值電流、一個峰值電流，基值電流和峰值電流在進行著快速交替。

（2）氣瓶　STT和RMD焊接用氣瓶有CO2氣瓶、Ar氣瓶和CO2+Ar的混合氣瓶三種。STT焊接可以采用100％的CO2氣體，也可以采用氣體廠配比好的Ar+CO2的混合氣體，也可以在焊接現(xiàn)場將的CO2氣瓶和Ar氣瓶接入氣體混合器，通過氣體混合器調(diào)出所需比例的混合氣體。

（3）氣管　氣管的作用是將氣瓶內(nèi)的氣體通過焊槍等送到焊接區(qū)，以起到保護電弧和熔池的作用。氣管要有一定的孔徑，氣管不能太硬也不能太軟。太硬使用不方便，太軟容易被壓扁而影響氣體的暢通。氣管在使用過程中，各接頭一定要接緊，以防止漏氣。氣管擺放要順暢，不要被壓折或踩擠。

（4）氣體流量計　氣體流量計的作用一是將瓶中的高壓氣體降到所需的工作壓力，二是調(diào)節(jié)氣體的流量。氣體流量計要具有良好的穩(wěn)壓作用，不論氣瓶中氣體壓力高低，均能保持輸出壓力不變。氣體流量計的流量要能在較大范圍內(nèi)進行連續(xù)調(diào)節(jié)，以保證焊接用氣量的準確性。由于氣體流量計具有降壓作用，即使高壓的氣體通過膨脹而使壓力降低。氣體膨脹導致溫度降低，當焊接用氣量較大時，氣體膨脹過快而導致流量計凍結(jié)，使氣路受阻而影響焊接。所以氣體流量計應帶加熱功能，以防止凍結(jié)。

（5）送絲機　送絲機是熔化極氣體保護焊的重要設(shè)備，焊絲的穩(wěn)定送出是送絲機的主要作用。送絲機主要由送絲電動機、焊絲盤架、送絲輪和控制部分組成。送絲電動機要轉(zhuǎn)速穩(wěn)定而有力，焊絲盤架能穩(wěn)定牢固地卡住焊絲盤并裝卸方便。送絲輪是焊絲送進的最直接的機構(gòu)，送絲輪應具有較高的硬度和較強的耐磨性，送絲輪的張緊度要合適。控制部分應能良好地控制焊絲的送進，并能調(diào)節(jié)送絲速度和電弧電壓。

（6）焊槍　焊槍主要由送絲導管、導電嘴、氣體噴嘴等部分組成。焊槍應具有導電、通氣和導絲三種作用。送絲導管應能順暢地送出焊絲，導電嘴應具有良好的導電性，氣體噴嘴應具有良好的通氣性、耐高溫性，并具有一定的強度。

（7）連接導線　連接導線包括：網(wǎng)絡(luò)電與焊接電源間的導線、電源與送絲機的導線、送絲機到工件和工件至電源間的導線等。導線應具有良好的導電性、絕緣性并應具有一定的強度和柔性。

6.4　鎢極氬弧焊設(shè)備

長輸管道工程所采用的鎢極氬弧焊電源主要是直流鎢極氬弧焊電源。

6.4.1　鎢極氬弧焊的特點

鎢極氬弧焊的主要特點如下。

①電弧燃燒穩(wěn)定。

②焊接接頭力學性能好。

③抗風能力差，必須采取防風措施。

④焊接效率低。

⑤操作難度較大。

6.4.2　鎢極氬弧焊的適用范圍

鎢極氬弧焊在長輸管道工程中主要適用于下列管道的焊接。

（1）場站及閥室小徑管的焊接及中等以上管徑根焊道的焊接。

（2）對管內(nèi)潔凈度要求高的線路工程（如航空燃油長輸管道）根焊道的焊接。

6.5　埋弧焊設(shè)備

現(xiàn)在應用的埋弧焊設(shè)備基本上全部是自動焊設(shè)備。

6.5.1　埋弧自動焊的特點

埋弧自動焊的主要特點如下：

①焊接設(shè)備比較簡單（與管道全位置自動焊相比）。

②焊接操作比較容易。

③焊接效率較高。

④焊接接頭質(zhì)量好。

⑤焊接成本低。

⑥設(shè)備的靈活性差。

⑦現(xiàn)場組裝的難度稍大。

6.5.2　埋弧自動焊的適用范圍

埋弧自動焊在長輸管道工程中主要適用于下列管道的焊接。

①適應于較大管徑、較大壁厚管道的雙管聯(lián)焊。

②適用于較為平坦的施工地段。

6.6　自保護藥芯焊絲半自動焊設(shè)備

自保護藥芯半自動焊是采用通過藥芯的燃燒產(chǎn)生保護氣體和熔渣對焊接區(qū)進行保護，不需要外加保護氣體的焊接技術(shù)。此種焊接設(shè)備是我國目前長輸管道工程施工最主要的焊接技術(shù)。

6.6.1　自保護藥芯焊絲焊接技術(shù)的特點

自保護藥芯焊絲焊接技術(shù)的主要特點如下。

①焊接設(shè)備比較簡單，不需要外加保護氣體。

②具有較強的抗風能力，特別適合于長輸管道工程的野外作業(yè)。

③焊接效率高，是焊條電弧焊的2～3倍。

④焊接接頭的無損檢測合格率高。

⑤焊接煙塵和飛濺較大。

⑥焊接接頭沖擊吸收功的離散率較大。

⑦沒有用于長輸管道根焊焊道的焊絲。

6.6.2　自保護藥芯焊絲半自動焊的適用范圍

①適用中等以上管徑、壁厚大于6mm管道填充、蓋面焊道的焊接。

②主要適用于低碳鋼、低合金鋼的焊接。

6.6.3　DC-400焊機

DC-400焊機（圖2-6-1）是一個供電弧焊接和切割用的SCR可控交流三相輸入直流輸出電源。它用一個電位器控制輸出。主變壓器、三相半控橋式整流器、電容器、電弧控制電抗器，集成電路控制系統(tǒng)的組合使恒壓模式下的電弧性能極佳。對于焊條電弧焊，電弧力控制能使DC-400同R3R-500焊機性能相同。

DC-400焊機（輸出范圍60～500A）可用于所有明弧焊接中，包括自保護和實心焊絲氣保護焊工藝，它也能用于焊條電弧焊和TIG焊。位于前端控制板上的模式開關(guān)可選擇CV（FCAW，GMAW）、CV埋弧焊或CC（焊條電弧焊/TIG）。

（1）DC-400焊機的特點

①輸入電壓允許有±10％的波動。

②SCR控制能延長接觸器的壽命。

③前部合頁式控制面板為印制線路板和其他控制線路的檢查與維護提供了便利。

④完全密封的風扇馬達具有永久潤滑性，密封球軸承不必維護。

⑤控制板保護控制裝置使事故發(fā)生率降為最小。

⑥凹進的輸出端子和防護蓋可減少事故的發(fā)生。

⑦高度尺寸小，因此可安裝在工作臺下。

⑧可移動的后面板為輸入接觸器和輸入引線連接板的接線提供便利。

⑨當焊機重疊放時可移動的焊機側(cè)蓋為檢查維修提供便利。

⑩防雨設(shè)計允許焊機在室外使用，變壓器、SCR橋和電抗器均按防腐設(shè)計。

（2）DC-400焊機的輸出　DC-400焊機負載持續(xù)率見表2-6-1。如果超過負載持續(xù)率，溫控器將關(guān)閉焊機的輸出，黃色指示燈亮，直到焊機降到正常的溫度為止。

（3）DC-400焊機的操作和設(shè)定　所有的操作和設(shè)定都在焊機的控制面板上，見圖2-6-2。

圖2-6-2中各序號含義如下。

①電源指示燈：此燈指示電源輸入接觸器閉合。這也意味著主變壓器和所有輔助控制變壓器接通。

②電源鈕子開關(guān)：啟動或關(guān)閉由115V輔助變壓器啟動的接觸器。位置“1”——開，位置“0”——關(guān)。

③輸出控制電位器：在CV模式下控制電壓和在CC模式下控制電流。

④輸出控制開關(guān)（本機和遙控位置）：控制模式選擇：在本機位置，由控制板操作。

在遙控位置，或由送絲機構(gòu)或通過遙控操作裝置控制。

⑤輸出端“通”或遙控開關(guān)：當在“遙控”位置，輸出端的輸出由外部機器控制。當在“通”位置，開關(guān)跳到#2和#4，輸出端有輸出。

⑥電弧力選擇器：焊接工藝和用在CC或TIG焊上的電極允許你選擇理想的電弧力。當電極與工件短路時它能控制短路電流。在最小設(shè)定，短路電流較小。電弧柔順且飛濺少。在最大設(shè)定，電弧力較大但飛濺多。

⑦用于送絲機構(gòu)和其他設(shè)備的輔助電源和遙控操作的連接（115V和42V）。

14針插座可提供115V或42V交流電。用螺紋連接的接線端子位于控制板的后面，接線端子用于送絲控制。在接線端子上僅有115交流可用。電纜入口有一個應力釋放連接器。

⑧模式開關(guān)：可在恒壓FCAW/GMAW和恒壓埋弧（儀表紅色范圍）、焊條電弧焊/TIG焊恒定電流（儀表藍色范圍）之間轉(zhuǎn)換。

⑨電弧控制：當處在CV FCAW/GMAW模式下，調(diào)節(jié)5個位置開關(guān)可改變電弧效果，可控制飛濺率、流動性、熔滴形狀。要設(shè)定最佳控制依賴于工藝、位置和電極，通過順時針旋轉(zhuǎn)增大收縮效果。當焊機開動時，它也能調(diào)整。

⑩熱保護指示燈：黃色燈指示兩個溫控器打開。此時將關(guān)閉焊機的輸出，但輸入電源仍連接在焊機上。

直流電流表：焊接時顯示輸出電流。

直流電壓表：焊接時顯示輸出電壓。

電壓表設(shè)有“+”電極或“-”電極開頭：當用自動或半自動送絲機時應與焊絲的極性相一致。

（4）DC-400焊機的操作步驟

①本機控制。在開焊機前，確保所需材料足以完成工作。要熟知安全警示。DC-400焊機的操作步驟如下。

a.閉合主AC輸入電源。

b.設(shè)定電壓表極性開關(guān)到合適位置。若電極與負（正）輸出端連接，則設(shè)定此開關(guān)到“電極負（正）極”位置。

c.焊接模式開關(guān)設(shè)定焊接方法（CV FCAW/GMAW、CV埋弧焊、焊條電弧焊/TIG焊）。

d.將輸出控制開關(guān)設(shè)定在“本機”位置（例外，當使用自動或半自動送絲機時此開關(guān)設(shè)定在遙控位置）。

e.設(shè)定輸出端開關(guān)到需要模式。

f.設(shè)定電弧力控制在中等范圍5～6。這個控制僅用于恒流焊條電弧焊或TIG焊。

g.設(shè)定電弧控制到中等范圍3，僅供CV FCAW/GMAW焊，

h.設(shè)定電源鈕子開關(guān)至“導通”位置。

?電源指示燈亮。

?風扇啟動。

i.設(shè)定輸出控制電位器到合適的電壓或電流。

j.施焊。

②遙控操作。在控制板上標有“輸出控制遙控”的旋鈕開關(guān)用于控制遙控焊機的輸出。在“遙控”端，且有遙控操作能力或遙控操作裝置的送絲機構(gòu)必須連到焊機上。（具體操作略）

③焊接工藝建議。根據(jù)焊接方法選擇模式開關(guān)位置。

a.FCAW/GMAW焊或其他明弧焊用CV FCAW/GMAW模式。

b.埋弧焊用CV埋弧模式。高速焊可在CV埋弧和CV FCAW之間選擇，以產(chǎn)生最佳效果。

c.氣刨、焊條電弧焊，用CC模式。當焊機用于氣刨時，輸出控制電位器設(shè)定在“9”。基于工藝和炭棒大小將電位器旋至較低的設(shè)定。可用炭棒，ф8mm，450A。保護線路可防止高的短路沖擊。

6.6.4　LN-23P送絲機

LN-23P是一臺輕型便攜式送絲機（見圖2-6-3），用于焊接1.7mm、1.8mm、2.0mm自保護藥芯焊絲。機上設(shè)有帶標定刻度的送絲速度控制鈕（0.762～4.32m/min），并有槍上降速開關(guān)功能、焊槍開關(guān)自鎖、電路電壓控制功能、裝14lb（6.3kg）焊絲的送絲盤的封閉式盒體、指針式電壓表、7.6m的控制電纜和電極電纜。

（1）電源　1臺或2臺LN-23P可直接連到K808平特性轉(zhuǎn)換器上，通常由SA200，SA250驅(qū)動。若連兩個LN-23P，則可以調(diào)到不同的規(guī)范，但不能同時使用，電源也可以用SAM400，DC250，DC600或R3S，但要使用K350轉(zhuǎn)接器才能與1臺或2臺LN-23P連接。

（2）焊槍的選擇（見表2-6-2）

（3）輸入電纜的安裝　LN-23P配有送絲機連到平特性轉(zhuǎn)換器或其他具有適配器的電源的7.6m的輸入電纜，包括一條6芯的控制電纜和一條I/O電極電纜。控制電纜電源端為接線片連接，另一頭為航空插頭連接。關(guān)掉電源，按下列步驟連好輸入電纜。

①將接線片連到平特性轉(zhuǎn)換器或LN-23P轉(zhuǎn)接器的端子排上，電極線連到平特性轉(zhuǎn)換器的負極性輸出端或其他電源的負輸出端，一定要符合與各電源的連線圖。

②將控制電纜另一端的航空插頭插到LN-23P后部的插座上，擰緊鎖箍。

③打開焊絲盒蓋，進而打開LN-23P的側(cè)門，將電極線穿過送絲機后面的孔，用螺母擰到減速箱前面的導電銅塊上，將控制電纜夾到LN-23P外面的卡子上。

（4）地線和遠端電壓檢測引線的安裝

①按表2-6-3選擇足夠粗的地線連接平特性轉(zhuǎn)換器或其他電源的輸出正端子和工件，一定要使地線與工件接觸良好。

注：以上電纜保證電流為350A時，電極線和地線上的壓降小于等于4.3V。

②用一條粗于12#（3.31mm2）的橡膠套軟線一端連到平特性轉(zhuǎn)換器或轉(zhuǎn)接器的電壓檢測端子上（在轉(zhuǎn)接器電纜上標為21#線），用螺釘擰好，包好絕緣，沿著地線繞好，用膠帶捆上，另一端接到工件上或地線卡子上。此引線給LN-23P的電壓表提供被測電壓，同時給LN-23P的電動機供電。

（5）送絲輪導管的安裝　出廠時送絲輪的導管均已安裝好，不要調(diào)節(jié)壓緊輪的張力。

（6）選件的安裝

①自保護藥芯焊絲的焊槍及電纜（K355，K345，K264，K361，K406）

a.松開拉緊焊絲盒蓋的橡膠帶，打開盒蓋。

b.將送絲機小門上的鎖栓向后推，打開小門。

c.用3/16in的內(nèi)六角板子松開送絲齒輪箱前面導電塊上的螺釘。

d.將焊槍電纜拉直，從送絲機前面的孔中伸到送絲機內(nèi)插入導電銅塊，用3/16in內(nèi)六角板子擰緊螺釘，鎖緊電纜，并擦凈擦亮該連接處。

e.插好兩個控制插頭。3芯的起弧插頭插到下面，4芯的降速插頭插到上面，若沒有降速插頭，則用保護蓋蓋好該插座。

②K350轉(zhuǎn)接器

a.先切斷電源及供電。

b.與SAM400連接：用隨機的10#自攻螺釘將裝有防振膠墊的安裝板擰到SAM400電氣元件盤的前面，繼電盒的左側(cè)。老的型號可能要在元件盤上鉆4個5/32in（4mm）的孔。將轉(zhuǎn)接器的控制電纜連到SAM400的端子排上。

c.DC600：用三個隨機的10#螺釘將裝有防振膠墊的安裝板擰到三角形安裝板上，在與控制端子排相近的一側(cè)，用兩個上蓋板螺釘和一個前蓋板螺釘將三角板擰到DC600的側(cè)板上。將轉(zhuǎn)接器的控制電纜連到SAM400的端子排上。

d.其他電源，包括DC-250，DC-400，R3S：將轉(zhuǎn)接器裝到機器的側(cè)面或其他合適的地方，以便將控制電纜連到控制端子排上。一定要將轉(zhuǎn)接器所要固定側(cè)的蓋板拆下，以確認安裝螺釘與內(nèi)部的器件有足夠的間距。

（7）裝焊絲盤

①平放LN-23P，焊絲盒蓋朝上，松開橡膠帶，打開盒蓋。

②擰下中間的鎖緊螺母，卸下蓋板。

③拆開焊絲盤的包裝，注意別弄彎了側(cè)面的鐵皮護片，弄彎了要糾正回來。

④將焊絲盤放到焊絲盒內(nèi)的架子上，方向為順時針轉(zhuǎn)放出焊絲。

⑤拆下焊絲頭，剪掉弄彎的部分，校直頭部，穿過盒上的導管，并露出數(shù)英寸。一定要注意在還沒有穿過該導管以前別放手，否則焊絲會散開纏在一起。

⑥保證下面焊絲襯圈的鐵皮與焊絲架貼緊，上面的鐵皮不能彎向焊絲方向。

⑦安好焊絲架的上蓋板和鎖緊螺母。

⑧安好焊絲盒的蓋板，拉好橡膠帶。

⑨將焊絲抽至露出導管60cm，將絕緣管向上沿導管推到頭。將焊絲繞一個圈，但不能打結(jié)，把焊絲頭送到連接送絲減速箱的導管處，按下槍上的送絲開關(guān)，將焊絲送往送絲輪。注意：送絲開關(guān)按下后，焊絲和送絲機構(gòu)對地帶電。送絲輪咬住焊絲后馬上松開送絲開關(guān)。然后繼續(xù)送絲使焊絲穿過送絲輪一定長度。注意剛才繞的那個圈，應不纏繞地打開，必要時用手理順以幫助其展開。此時先不要往槍里送絲。將絕緣管向下推，套上連接送絲減速箱的導管。

⑩將送絲機立好，拉直焊槍，按下送絲開關(guān)，將焊絲送出焊槍。

（8）調(diào)整送絲速度和電壓　用LN-23P背部帶刻度盤的旋鈕按照規(guī)范所要求設(shè)定送絲速度。當焊槍上的降速開關(guān)位于1（No.1）時，送絲速度為刻度上標示的刻度；降速開關(guān)位于2（No.2）時，送絲速度為標示刻度的83％。

設(shè)定電壓的方法為邊焊接邊調(diào)電壓旋鈕，直到電壓表的讀數(shù)為規(guī)范要求。電壓表在電源接通但未焊接時的電壓讀數(shù)為開路電壓。對某些電源來說，開路電壓比焊接電壓要高很多。

無規(guī)范可循而進行焊接時，應將電壓調(diào)到接近最小，用廢鋼作母材起弧，若無法起弧，則將電壓調(diào)高直至能起弧為止。

千萬別將電壓的開路電壓設(shè)為高于50V（對DC600為45V），當電壓高于50V（對DC600為45V）時，LN-23P將不送絲。當使用平特性轉(zhuǎn)接器或DC600作電源，當開路電壓低于20V或高于25V時空載送絲而不起弧，送絲可能不穩(wěn)，或與設(shè)定值有偏差，但起弧焊接時現(xiàn)象便消失。該送絲機能工作在最低14V的電弧電壓條件下。

注意：有時，電壓表處的保護鐵條可能妨礙讀數(shù)，此時可將鐵條的安裝方向左右對調(diào)，露出擋住的讀數(shù)。

（9）焊接　確保導電嘴與所用的焊絲相配，并擰好護箍（K-406焊槍無護箍）。

擰松彎管鎖緊螺釘。調(diào)整彎管位置以使操作方便。

將送絲機放在平地上或掛在工作區(qū)附近。LN-23P要盡量遠離飛濺能達到的地方。千萬不要讓焊槍打死彎，要盡量抻直。

連好電極線、地線、控制電纜，接通電源。

按下送絲開關(guān)將焊絲送出焊槍，干伸長度符合規(guī)范要求。

將焊絲頭放得離母材很近或輕搭在母材上，按下送絲開關(guān)起弧，起弧以后開關(guān)可以松開而繼續(xù)焊接，自鎖電路自動維持焊接電弧。焊接終止時，將焊槍提離工件。

不焊接時，一定要把焊槍放在送絲機前面的絕緣管內(nèi)。

警告：雙送絲機配置，當一臺送絲機焊接時，另一臺也帶電。兩臺送絲機不能同時使用。一臺送絲機焊接時，不要按下另一臺的送絲開關(guān)，否則會使正在使用的送絲機停下來。

（10）在配有低壓選件的SAM400上使用兩臺LN-23P　連到轉(zhuǎn)接器B端子排上的送絲機只有在SAM上的“電壓范圍選擇”開關(guān)置于“高”位（16V至最大）時能工作，接到A端子排上的在該開關(guān)置于“低”位（13～20V）時使用。

（11）維護及修理　警告：安裝、維護、修理工作必須由合格的人員完成。接觸機器內(nèi)部時一定要將機器的進線電源斷開。

①更換或翻轉(zhuǎn)送絲輪

a.松開壓緊螺釘使壓緊輪從驅(qū)動輪上松開。

b.用1/2in扳手松開驅(qū)動輪上的螺栓，取下壓緊帽。

c.取下驅(qū)動輪和墊片。

d.擦凈驅(qū)動輪、墊片。翻轉(zhuǎn)驅(qū)動輪，使未磨損的一側(cè)驅(qū)動焊絲，按順序裝第一個輪，墊片，然后是第二個輪。

e.裝上壓緊帽，擰好螺栓。

f.將壓緊螺釘擰到頭，再退回兩圈。

②拆卸壓緊輪

a.松開壓縮螺釘、張力彈簧墊和彈簧。

b.將壓緊輪從轉(zhuǎn)軸上拆下。

c.裝上時順序相反，將壓緊螺釘擰到頭，再退回兩圈。

③焊槍的維護

a.每焊接10min，將導電嘴上的飛濺清一次。

b.必要時更換磨損的導電嘴和護箍。

c.更換彎管內(nèi)的送絲軟管，若將該軟管旋轉(zhuǎn)180°，可使壽命延長1倍。

d.每焊300lb 焊絲對電纜進行一次清理。將焊槍從送絲機上拆下，在平地上抻直。擰下導電嘴，用壓力不太高的壓縮空氣從焊槍一端向電纜內(nèi)部吹風（壓力過大會使灰塵在管內(nèi)形成堵塞），將整個電纜從頭到尾盤一下再展開，重吹一次，重復操作，直到吹不出灰塵為止。

e.拆卸焊槍以前，一定要將其從送絲機上拆掉或關(guān)掉電源。

④送絲機構(gòu)的維護

a.每焊500lb焊絲，要檢查一次送絲機構(gòu)，必要時對其進行清潔。不要使用溶劑清潔，因其可能洗掉軸承上的潤滑脂。

b.必要時更換送絲輪。送絲輪的兩邊都磨損后才需要更換。

c.每6個月查一次送絲電動機電刷，其長度小于1/4in（6mm）時應更換。每年查一次減速箱，用含硫化鉬的潤滑脂對齒輪進行潤滑。

⑤電路保護

a.斷路器。送絲機后部的3.5A斷路器只有在送絲電纜阻力過大、電動機或控制元件損壞時才動作。經(jīng)過幾分鐘的冷卻，按下復位按鈕，繼續(xù)焊接。若還動作，則檢查電纜是否彎曲過度，軟管是否干凈，焊絲尺寸是否與其相配。若一切正常但還是動作，則檢查是否有電氣元件損壞。

b.銘牌。日常維護時或每一年，檢查各個銘牌和標牌是否清晰可辨。不清楚的應更換。

⑥故障診斷（見表2-6-4）。警告：維護和修理工作需由合格人員完成，接觸機器內(nèi)部時必須斷開進線電源。

⑦K-316LN-23P電路板的現(xiàn)場調(diào)整

a.若更換了電路板或電動機、減速箱，則應對送絲速度旋鈕的標尺進行整定。LN22更換電動機或減速箱則無須整定。

b.裝好要使用的焊絲，電源根據(jù)工藝調(diào)好，開路電壓設(shè)為22～24V。

c.送絲速度旋鈕調(diào)到30in/min。注意：送絲時焊絲帶電，焊槍上的降速開關(guān)置于1位。

d.用便攜式送絲速度測速表或送絲30s測出送絲長度再乘2得到送絲速度。使用后一方法時，要在送絲過程中在導電嘴的端頭剪掉焊絲，計時30s，在保持送絲的情況下在導電嘴的端頭剪掉焊絲。測量焊絲長度乘以2即得到送絲速度。慢慢調(diào)節(jié)控制板上的R14（“LO”），直到送絲速度為30in/min為止（順時針調(diào)節(jié)送絲加快）。

e.將送絲速度旋鈕設(shè)為170in/min。

f.按前述方法調(diào)節(jié)R10（“HI”）使送絲速度正好為170in/min。

g.調(diào)節(jié)R10/R14須依上述順序，不得調(diào)完R10后再調(diào)R14。

6.7　管道全位置自動焊設(shè)備

管道全位置自動焊是一種用于長輸管道水平固定位置焊接的自動焊設(shè)備。

管道自動焊由焊接電源、焊接小車和控制系統(tǒng)三大部分組成。焊接電源的作用是向焊接電弧提供所需的電能；焊接小車的作用是焊絲的送進、送氣以及焊槍的擺動和移動等；控制系統(tǒng)的作用是將焊接電源和焊接小車有機地結(jié)合起來，控制焊接小車按設(shè)定的程序和參數(shù)進行工作。

6.7.1　管道自動焊的特點

管道自動焊與焊條電弧焊相比有如下特點。

（1）管道自動焊的優(yōu)點

①電弧燃燒穩(wěn)定。

②焊縫成形美觀。

③焊縫接頭少。

④焊縫焊接缺陷少，無損檢測合格率高。

⑤層間清理簡單（氣體保護焊）。

⑥焊縫的力學性能較好，具有較強的抗裂性。

⑦焊接效率高，可提高2～5倍。

⑧操作簡單，勞動強度低。

⑨焊接時產(chǎn)生的有害煙塵少。

⑩焊接成本較低。

（2）管道自動焊的缺點

①由于采用氣體保護時，抗風能力差，必須采取防風措施。

②焊接設(shè)備一次性投入較大。

③焊接設(shè)備較復雜，設(shè)備的維護、保養(yǎng)和修理較復雜。

④對管口質(zhì)量要求較高。

⑤管道自動焊的適用性較焊條電弧焊差。

6.7.2　管道坡口加工機

管道坡口加工機是一種在管道工程施工現(xiàn)場加工管端坡口的設(shè)備，見圖2-6-4。

管道全位置自動焊焊接工藝對管端坡口有非常嚴格的要求，管道廠加工的坡口經(jīng)運輸和裝卸可能損傷，而使坡口不能滿足管道自動焊的要求。所以要求在施工現(xiàn)場加工坡口，即時加工坡口，即時焊接從而保證了坡口的質(zhì)量。另外，不同的管道自動焊設(shè)備和不同的管道自動焊工藝對坡口的形式和尺寸也有不同的要求。坡口加工機能夠滿足不同的管道自動焊設(shè)備和不同的管道自動焊工藝對坡口的需要和對坡口精度的要求。管道坡口加工機由發(fā)動機、液壓系統(tǒng)、轉(zhuǎn)盤及刀具結(jié)構(gòu)、夾緊機構(gòu)、操作機構(gòu)等部分組成。

（1）發(fā)動機　由于是野外作業(yè)，發(fā)動機采用內(nèi)燃機發(fā)動機。它的作用是給切削刀具和夾緊機構(gòu)提供動力。

（2）液壓系統(tǒng)　轉(zhuǎn)盤及刀具和旋轉(zhuǎn)及夾緊機構(gòu)都是通過液壓系統(tǒng)提供動力，液壓系統(tǒng)是坡口加工機的重要系統(tǒng)。

（3）轉(zhuǎn)盤及刀具　刀具固定在轉(zhuǎn)盤上，由轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動帶動刀具的轉(zhuǎn)動。刀具是直接加工坡口的部件，刀具的位置、角度及旋轉(zhuǎn)的動力、速度和進刀量等直接決定著坡口的加工質(zhì)量和效率。根據(jù)不同形式坡口通常采用2～4把刀，調(diào)整刀具的數(shù)量、位置和角度可加工不同形式、不同坡口尺寸的坡口。

（4）夾緊機構(gòu)　夾緊機構(gòu)是將鋼管與坡口機定位，坡口機的夾緊機構(gòu)應能快速將鋼管與坡口機定位和夾緊，以保證坡口的加工質(zhì)量。

（5）操作機構(gòu)　坡口加工機的操作部分由操縱桿和按鈕組成，控制夾緊機構(gòu)固定和松開鋼管，控制刀具的旋轉(zhuǎn)、旋轉(zhuǎn)速度及停止，控制刀具的進刀量。

6.7.3　管道自動內(nèi)焊設(shè)備

（1）概述　管道自動內(nèi)焊機是一種在管道內(nèi)部完成管道環(huán)焊縫根焊道焊接的自動焊設(shè)備。根據(jù)管徑的大小，內(nèi)焊機設(shè)4個焊槍、6個焊槍或8個焊槍，將焊槍分為順時針組和逆時針組。焊接時，順時針組焊槍全部引燃同時焊接，完成半圈根焊道的焊接；然后，順時針組焊槍全部熄弧，逆時針組焊槍全部引燃同時焊接，完成后半圈根焊道的焊接。4焊槍內(nèi)焊機，每個焊槍的焊接長度為90°的弧長加10～15mm；6焊槍內(nèi)焊機，每個焊槍的焊接長度為60°的弧長加10～15mm。管道自動焊流水作業(yè)見圖2-6-5。

管道內(nèi)焊機由焊接車、焊接電源、控制系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、對口器和焊槍系統(tǒng)六大部分組成。

管道內(nèi)焊機的特點如下。

①焊接效率高，不論管徑大小焊接一道根焊焊道的純焊接時間一般在2min內(nèi)。

②焊接操作簡單，具有初中以上文化的人員經(jīng)一周培訓，即可操作內(nèi)焊機。

③根焊道的內(nèi)部成形美觀，焊接合格率高。

④管道自動內(nèi)焊機組裝時不留間隙，組裝效率較高。

⑤管道自動內(nèi)焊機，必須采用專用的管道坡口機現(xiàn)場加工坡口，對坡口的質(zhì)量和組裝質(zhì)量要求較高。

⑥內(nèi)焊機的適用范圍小，通常一臺內(nèi)焊機只能焊接一種管徑的鋼管，經(jīng)調(diào)整適用管徑范圍也只能在±50mm的范圍。

⑦設(shè)備昂貴，一次性投資較大。

⑧設(shè)備復雜，維護和維修的難度較大。

（2）焊接車　焊接車通常由發(fā)動機、行走機構(gòu)、發(fā)電機和氣泵四大部分組成。焊接車的作用是：給焊接電源提供電能；將焊接電源、控制系統(tǒng)、氣瓶等裝在焊接車上，起到移動上述設(shè)備的作用；空氣氣泵的作用是向?qū)谄魈峁嚎s空氣的。管道內(nèi)焊機和焊接車外形見圖2-6-6。

（3）焊接電源　6焊槍自動內(nèi)焊機，有4臺焊接電源，用于焊接的3臺，1臺電源作為手工修補和作為備用電源；8焊槍自動內(nèi)焊機，有5臺焊接電源，用于焊接電源4臺，1臺電源作為備用電源；所用電源為具有恒壓特性的直流電源。

（4）控制系統(tǒng)　控制系統(tǒng)包括控制焊接電源與內(nèi)焊機的信息傳遞和焊槍的動作（焊槍的抬起、焊槍沿圓周方向的運動、焊絲給進及送氣等）。

（5）供氣系統(tǒng)　供氣系統(tǒng)由氣瓶、氣管、噴嘴和供氣控制部分組成。根據(jù)焊接的需要可采用CO2、Ar和混合氣體等。

供氣系統(tǒng)的作用：一是保證焊接用氣的供給（提前送氣、滯后關(guān)氣、氣體流量、氣體混合比例等）；二是保證焊槍動作的用氣，即焊槍的抬起和收回。

（6）對口器　對口器的作用：一是給焊槍定位，確保焊槍對中在坡口的中心；二是組裝管口，使組裝質(zhì)量達到標準和設(shè)計要求（在管口質(zhì)量符合標準和設(shè)計要求的前提下）。

（7）焊槍系統(tǒng)　焊槍系統(tǒng)是內(nèi)焊機的關(guān)鍵部分，它是實現(xiàn)焊接的機構(gòu)。所有設(shè)備都是為焊槍機構(gòu)服務的，各系統(tǒng)各機構(gòu)工作是否正常均體現(xiàn)在焊槍的各個動作上。焊槍系統(tǒng)的作用是引燃電弧、送進焊絲、輸送保護氣體、移動焊接電弧、熄弧等。

6.7.4　管道自動外焊根焊設(shè)備（以PWT設(shè)備為例）

（1）概述　管道自動外焊（根焊）焊接設(shè)備是一種能夠從管道外部完成管環(huán)焊縫全部焊道焊接的管道自動焊設(shè)備。由于本套設(shè)備價格較昂貴，所有焊道均采用本設(shè)備焊接，配一條ф1016mm×17.5mm的管道全自動焊流水作業(yè)設(shè)備，需3000萬～3500萬元。所以目前大部分管道施工企業(yè)，只用本焊接設(shè)備焊接根焊焊道，其他焊道配備常用管道自動焊外焊設(shè)備。

管道自動外焊（根焊）焊接設(shè)備與管道自動內(nèi)焊自動焊設(shè)備相比有如下特點。

①根焊道焊接效率通常為內(nèi)焊70％左右。

②焊接操作較內(nèi)焊機復雜，具有初中以上文化的人員需經(jīng)一個月的培訓，方能較熟練地操作本焊機。

③根焊道的內(nèi)部成形美觀，焊接合格率高。

④管道組裝時不留間隙，組裝效率較高。

⑤管道外焊（根焊）機，必須采用管道坡口機現(xiàn)場加工坡口，對坡口的質(zhì)量和組裝質(zhì)量要求較高。

⑥管道外焊（根焊）機的適用范圍大，可適用于管徑大于等于ф508mm的所有管道的焊接。

⑦管道外焊（根焊）設(shè)備與管道內(nèi)焊根焊設(shè)備（ф1016mm）相比，管道外焊（根焊）設(shè)備是管道內(nèi)焊根焊設(shè)備投資的一半。

⑧設(shè)備復雜，維護和維修的難度較大。

（2）焊接電源　PWT的焊接電源是PWT公司與GENSET公司聯(lián)合開發(fā)的，是一種較理想的管道自動焊電源，是由柴油發(fā)動機驅(qū)動的2臺400A的一體機。

（3）電力供給系統(tǒng)　通過電力供給系統(tǒng)，將焊接電源提供的電力進行調(diào)整，從而滿足不同系統(tǒng)的電力要求。

（4）焊接電流控制單元　該系統(tǒng)對焊機提供的電流進行斬波處理，并對焊接電流進行檢測和控制。

（5）焊接小車控制單元　該系統(tǒng)共包括10個控制模塊，這些模塊控制著焊接的整個過程，是本焊接系統(tǒng)的核心部分。

（6）保護氣體單元　該單元采用電磁閥對氣體進行控制，從而滿足不同氣體的混合比，同時進行加熱。

（7）編程器　該系統(tǒng)用于焊接工藝參數(shù)的設(shè)定和修改，當工藝參數(shù)發(fā)生變化時，必須用編程器來修改。本編程器可設(shè)定的主要參數(shù)有：送絲速度，焊接速度，擺動幅度，擺動速度，兩側(cè)停滯時間，電弧電壓。

該編程器可在180°范圍內(nèi)每隔15°設(shè)定焊接工藝參數(shù)，以求得到最佳的焊接質(zhì)量。由于絕大部分的焊接工藝參數(shù)是由編程器預選輸入，焊工不能對其修改或只能對少部分參數(shù)進行小范圍內(nèi)的變動，這就保證了焊接工藝參數(shù)的一致性，即保證了所有焊縫性能的一致性。

（8）焊接小車　焊接小車在有齒的軌道上自上而下行走，絕大部分參數(shù)均由計算機自動控制。焊槍的左右和上下移動由焊工操縱焊接小車面板（或小車遙控盒）進行控制。

（9）焊槍冷卻系統(tǒng)　為了保證焊槍能在大電流下連續(xù)安全運行，本設(shè)備的焊槍采用的是水冷法。

（10）HCU冷卻系統(tǒng)　為了保證控制系統(tǒng)能在較惡劣的環(huán)境下正常運行，在其控制箱內(nèi)加了一套空氣冷卻器，保證了控制箱內(nèi)的溫度，使各電器元件總是處于良好的工作溫度范圍內(nèi)，也就是確保了各電器元件的正常工作。

6.7.5　管道自動外焊（填充、蓋面）設(shè)備

（1）概述　管道自動外焊機是用于管道環(huán)焊縫填充和蓋面焊道焊接的自動焊設(shè)備。主要由焊接車、焊接電源、控制部分、供氣系統(tǒng)和焊接小車五部分組成。管道自動外焊設(shè)備與焊條電弧焊相比有如下特點。

①焊接效率高，可提高2～5倍。

②焊縫接頭少，焊縫成形美觀。

③焊縫焊接缺陷少，無損檢測合格率高。

④焊縫的力學性能較好，具有較強的抗裂性。

⑤層間清理簡單（氣體保護焊）。

⑥焊接時產(chǎn)生的有害煙塵少，操作簡單，勞動強度低。

⑦由于采用氣體保護時，抗風能力差，必須采取防風措施。

⑧焊接設(shè)備一次性投入較大，設(shè)備維護、保養(yǎng)和修理較復雜。

（2）焊接車　焊接車通常由發(fā)動機、行走機構(gòu)、發(fā)電機三大部分組成。焊接車的作用是：給焊接電源提供電能；將焊接電源、控制系統(tǒng)、氣瓶等裝在焊接車上，起到移動上述設(shè)備的作用。

（3）焊接電源　具有恒壓特性的直流焊接電源，焊接電源的作用是向焊接電弧提供電能，保證電弧穩(wěn)定燃燒。

（4）焊接小車　焊接小車，是焊接的最終執(zhí)行機構(gòu)。所有的焊接指令最終均體現(xiàn)在焊接小車上。焊絲的給進、焊接電流、電弧電壓、焊接速度、焊槍的擺動均由焊接小車來實現(xiàn)的。常用管道焊接小車的外形見圖2-6-7。

（5）供氣系統(tǒng)　供氣系統(tǒng)包括氣瓶、供氣管道、供氣控制部分和氣體噴嘴等。供氣系統(tǒng)的作用是保證保護氣體的正常供給（提前送氣、滯后停氣、焊接過程中均勻的向焊接區(qū)提供保護氣體）。

（6）控制系統(tǒng)　控制系統(tǒng)的作用是把焊接電源、供氣系統(tǒng)和焊接小車有機地連接起來，使焊槍按設(shè)定的程序運行。

（7）小車軌道　小車軌道分為有齒軌道和無齒軌道兩種。有齒軌道的特點是小車的行走位置準確，但軌道的價格較高；無齒軌道的特點是可能產(chǎn)生打滑現(xiàn)象，但焊接軌道的價格較低。

6.7.6　雙焊槍焊接工藝簡介

雙焊槍焊接工藝，就是在同一焊接小車上有兩把焊槍，在一名焊工的操作下同時焊接。雙槍焊接小車通常有兩種形式：兩把焊槍由同一電源供電，同一控制系統(tǒng)控制，兩槍的參數(shù)完全相同；兩把槍由兩個電源分別供電，兩個控制系統(tǒng)分別控制，兩槍除焊接速度相同外，其他參數(shù)均可以獨立設(shè)定。雙焊槍焊接工藝的主要優(yōu)點就是焊接效率高。圖2-6-8為管道雙槍自動焊。

由于雙焊槍焊接工藝焊接效率高，所以通常用于焊接較大管徑和壁厚較大的管道。雙焊槍焊接工藝，一般采用內(nèi)焊機焊接根焊焊道，單焊槍焊接小車焊接熱焊焊道，雙焊槍焊接小車焊接填充和蓋面焊道。

雙焊槍焊接設(shè)備的特點如下。

①焊接效率高，是單焊槍焊接效率的2倍。

②可以實現(xiàn)一次焊接兩層兩道，也可以一次焊接一層兩道（排焊）。

③焊接設(shè)備復雜、價格昂貴。

④設(shè)備的維修和操作較為復雜。