熊谷公司研制的管道全自動焊接設備有內焊機、單焊炬管道全自動焊接設備及雙焊炬管道全自動焊接設備，根據這三種設備的不同搭配，開發了二種自動焊工藝，分別是內焊機根焊 +雙焊炬熱焊與填充蓋面焊（實芯焊絲）；內對口器+單焊炬根焊、熱焊與填充蓋面焊（實芯焊絲）。

根據這二種自動焊工藝，我們做了單焊炬管道全自動焊接設備、雙焊炬管道全自動焊接設備及內焊機的焊接工藝參數設計的研究。

內焊機工藝參數設計

內焊機進行根焊設計的是沒有擺動因此內焊機的主要焊接參數為送絲速度、焊接速度。參考現在所使用的根焊工藝，焊接速度在0.25-0.3m/min、送絲速度在9.0-10.0m/min ，考慮到后期內焊機使用60°的內坡口，填充量增加需要更大的送絲速度。因此把焊接速度設計在0.15=1.5m/min 、送絲速度設計在 1.5-15m/min。（焊接參數見下表所示）

內焊機焊接參數表

單焊炬焊接工藝參數設計

單焊炬焊接工藝參數主要包括送絲速度、行走速度、擺動寬度、擺動頻率、左右停留時間、焊炬干伸調節行程、焊炬左右調節行程。在采用內對口器+單焊炬工藝。壁厚以穿跨越中使用的最大壁厚38mm 鋼管進行設計，采用單U型復合坡口。根據三角函數計算和考慮到組對間隙在壁厚為38mm 的管道采用單 U型復合坡口坡口最大寬度：12.0mm

考慮到窄間隙焊接的效率，在填充最后一邊和蓋面焊不采用排焊，直接采用單道焊因此把最大擺動寬度設置在13mm。

參考現在采用實芯絲向下焊工藝進行熱焊的工藝參數行走速度1.35m/min左右、送絲速度在 14.22m/min，并且考慮到以后更高鋼級的焊接在熱焊時需要更快的行走速度和送絲速度，這次單焊炬設計把行走速度的上限設置在1.5m /min 、送絲速度的上限設計在20.0m/min。

參考現在采用的藥芯絲向上工藝參數中最小的行走速度和送絲速度分別是0.15m/min和 6.1m/min。考慮到以后焊接其它鋼級和材料需要更慢的行走速度和送絲速度。這次單焊炬設計把行走速度的下限設計在0.1m /min 、送絲速度下限設計2.5m/min。

綜合來看，這次單焊炬設計的行走速度范圍是0.1-1.5m/min、送絲速度范圍是2.5-20.0m/min 。（參數見下表所示）

單焊炬焊接參數表

雙焊炬焊接工藝參數設計

雙焊炬管道全自動焊接設備焊接工藝參數主要包括送絲速度、行走速度、擺動寬度、擺動頻率、左右停留時間、焊炬干伸調節行程、焊炬左右調節行程。雙焊炬設備采用實芯絲向下焊工藝，以穿跨越中所用的最大壁厚38mm進行設計，坡口形式采用單 U型復合坡口如圖所示。

圖 單U型復合坡口

圖：坡口尺寸

雙焊炬管道全自動焊接設備的擺動設計為平擺，因此雙焊炬焊接時擺動寬度也是焊炬的左右行程。在采用單U型復合坡口最大壁厚采用38mm 。最大的坡口寬度為15.0mm?？紤]到以后使用雙焊炬焊接如圖所示的單V 型坡口形式，坡口設計的最大寬度為 43.5mm但是實際中考慮到坡口制作的誤差和最對間隙過大可能實際坡口寬度超過50mm。因此把雙焊炬的擺動寬度設計在± 25.4mm 。

如圖所示，填充焊厚度C=35mm，焊接過程中干伸長一般采用10mm，為了能夠焊接填充深度在 35mm的厚壁管，把焊炬干伸行程調節范圍設置在±30mm。

雙焊炬管道全自動焊接設備主要是為向下焊設計的，參考使用的實芯絲向下焊工藝參數，在所使用焊接工藝參數中送絲速度的范圍7.6m/min-15.2m/min、行走速度范圍在 0.25m/min-1.4m/min。根據這個焊接參數，這次把雙焊炬的行走速度范圍是0.1-1.5m/min 、送絲速度范圍是 2.5-16.0m/min。（具體設計參數見下表所示）

焊炬焊接參數

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