螺旋管的焊縫技術(shù)

螺旋管焊縫自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)主要由傳感器、機(jī)械執(zhí)行裝置、主控制柜、操作控制器、視頻顯示終端以及手動(dòng)控制盒等組件構(gòu)成。

傳感器組件主要由激光傳感器構(gòu)成，是整個(gè)系統(tǒng)中至關(guān)重要的部分。傳感器內(nèi)配備有一個(gè)3B激光發(fā)射器和一臺(tái)高分辨率的CCD微型攝像機(jī)，攝像機(jī)用于捕捉鋼管焊縫表面的激光條紋。攝像機(jī)鏡頭前加裝了一個(gè)濾光片，僅允許激光光線通過，其它光源（如弧光等）則無法通過。

螺旋管的焊縫技術(shù)

機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要由伺服電機(jī)、電動(dòng)滑架和機(jī)械連接部件組成。在工作時(shí)，電機(jī)根據(jù)電機(jī)控制器發(fā)出的指令，驅(qū)動(dòng)滑架和焊槍進(jìn)行移動(dòng)?；苌涎b有限位開關(guān)，以防止其超出設(shè)定的極限位置。

主控制柜包含PC機(jī)、PLC（可編程邏輯控制器）、伺服電機(jī)控制器、24V直流電源、系統(tǒng)隔離器、柜內(nèi)空調(diào)和KVM擴(kuò)展模塊。PLC由美國(guó)Rockwell公司制造，型號(hào)為CompactLogix L35E。

操作控制器是一個(gè)觸控屏幕，可以讓操作者控制系統(tǒng)并調(diào)整參數(shù)。視頻顯示終端則是一個(gè)高清彩色顯示器，用于觀察焊縫的實(shí)際情況。

手控盒上配備了急停按鈕、激光器開關(guān)、自動(dòng)/手動(dòng)切換開關(guān)、上下/左右微調(diào)按鈕及指示燈，還有手動(dòng)操作手柄。啟動(dòng)激光器后，點(diǎn)擊觸摸屏上的“跟蹤”按鈕，當(dāng)開關(guān)設(shè)置為“自動(dòng)”時(shí)，系統(tǒng)會(huì)進(jìn)入自動(dòng)跟蹤模式，此時(shí)手動(dòng)操作手柄無法使用，僅可通過上下/左右按鈕進(jìn)行焊槍偏移的微調(diào)。如果開關(guān)設(shè)為“手動(dòng)”，則自動(dòng)跟蹤功能將被禁用，操作者需用“手動(dòng)操作手柄”來調(diào)整焊槍的偏移。

螺旋鋼管的焊接區(qū)域容易出現(xiàn)一些缺陷，如氣孔、熱裂紋和咬邊等。

螺旋鋼管焊縫中的氣孔不僅影響焊縫的密實(shí)性，導(dǎo)致管道漏水，還可能成為腐蝕的起源，嚴(yán)重降低焊縫的強(qiáng)度和韌性。氣孔產(chǎn)生的原因包括焊劑中的水分、雜質(zhì)、氧化物和鐵屑，以及焊接材料的成分和厚度、鋼板的表面質(zhì)量和邊緣處理、焊接工藝以及鋼管成型工藝等。當(dāng)焊劑中含有適量的CaF2和SiO2時(shí)，會(huì)與大量的氫氣發(fā)生反應(yīng)，生成穩(wěn)定且不溶于液態(tài)金屬的HF，從而有效防止氫氣孔的出現(xiàn)。

氣泡通常出現(xiàn)在焊縫的中央，其主要原因是在焊接過程中氫氣以氣泡的形式殘留在焊縫金屬內(nèi)部。因此，要消除這種缺陷，首先需要清除焊絲和焊縫上的銹蝕、油污、水分及濕氣。其次，要徹底烘干焊劑以去除濕氣。此外，增加電流、降低焊接速度以及減緩熔化金屬的凝固速度也是十分有效的措施。

焊劑的堆積厚度通常為25-45mm。當(dāng)焊劑顆粒較大且密度較小時(shí)，堆積厚度取最大值，反之則取最小值；在大電流和低焊速情況下，也應(yīng)取最大值，反之取最小值。此外，在夏季或空氣濕度較大時(shí)，回收的焊劑需烘干后再使用。

關(guān)于硫裂紋（由硫引起的裂紋），當(dāng)焊接過程中接觸到含硫偏析帶的板材（特別是軟沸騰鋼）時(shí)，硫化物會(huì)進(jìn)入焊縫金屬，導(dǎo)致裂紋的產(chǎn)生。其原因在于硫偏析帶中含有低熔點(diǎn)的硫化鐵，且鋼中可能存在氫氣。為了防止這種現(xiàn)象，可選用含硫偏析帶較少的半鎮(zhèn)靜鋼或鎮(zhèn)靜鋼。此外，焊縫表面與焊劑的清潔與干燥也十分重要。

在處理鋼板表面時(shí)，為了避免開卷矯平時(shí)掉落的氧化鐵皮等雜物進(jìn)入成型工序，應(yīng)設(shè)置板面清掃裝置。

熱裂紋在埋弧焊接中也會(huì)產(chǎn)生，特別是在起弧和熄弧的弧坑處更容易出現(xiàn)裂紋。為了解決這個(gè)問題，通常會(huì)在起弧和熄弧處安裝墊板，并在焊接結(jié)束時(shí)將螺旋鋼管反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)焊進(jìn)疊焊。熱裂紋在焊縫應(yīng)力較大或焊縫金屬中硅含量較高時(shí)最容易發(fā)生。

鋼板邊緣處理。鋼板的邊緣應(yīng)配備除銹和去毛刺的裝置，以降低氣孔產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)。建議將清除裝置安裝在銑邊機(jī)和圓盤剪之后，裝置的構(gòu)造包括兩個(gè)上下可調(diào)間隙的主動(dòng)鋼絲輪，以壓緊鋼板邊緣。焊渣的卷入問題。焊渣卷入是指在焊縫金屬中殘留了一部分焊渣。

焊縫形狀。焊縫的成型系數(shù)過低時(shí)，焊縫會(huì)顯得較窄且較深，導(dǎo)致氣體和夾雜物難以排出，從而容易出現(xiàn)氣孔和夾渣現(xiàn)象。通常，焊縫的成型系數(shù)應(yīng)控制在1.3至1.5之間，厚壁螺旋鋼管采用最大值，薄壁則采用最小值。焊透率不理想。內(nèi)外焊縫的金屬重疊度不足，有時(shí)出現(xiàn)未焊透的情況，這被稱為焊透率不足。減少次級(jí)磁場(chǎng)。為了降低磁偏吹的影響，應(yīng)將焊接電纜的連接位置盡量移離焊接終端，避免焊接電纜在工件上形成額外的次級(jí)磁場(chǎng)。咬邊現(xiàn)象。咬邊是指焊縫中心線上焊縫邊緣出現(xiàn)的V形溝槽，通常是在焊接速度、電流和電壓等條件不合適的情況下產(chǎn)生的。相較于電流不合適，焊接速度過快更容易導(dǎo)致咬邊缺陷。

在工藝方面，應(yīng)該適當(dāng)降低焊接速度或增大電流，以延緩焊縫熔池金屬的結(jié)晶速度，從而便于氣體的釋放。同時(shí)，如果帶鋼的輸送位置不穩(wěn)定，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，避免通過頻繁微調(diào)前橋或后橋來維持成型，導(dǎo)致氣體逸出困難。