直缝钢管预焊设备与焊接操作

预焊设备主要包括钢管送进与拘束合缝装置、焊接操作机、焊接系统、电控与激光跟踪系统等部分。

1、拘束合缝装置

钢管拘束合缝装置的作用是将成形好的开口钢管两边合拢并压平。它由环形架、压紧机构、横梁、接缝压平及龙门框架等部分组成。拘束合缝装置为一种龙门式结构，在龙门框架的前后安装有两个环形架，沿两个环形架的环向和纵向等间距地安装八套横梁，每套横梁上装有十个径向压紧辊。八套横梁上的压紧辊为喇叭形，以使钢管通过时逐渐合口。八套横梁可由十六套电机/码盘控制驱动系统单独进行径向调节，由八套同步电机/码盘控制驱动系统单独进行周向调节，准确地保持被焊钢管的合口直径，在工作期间锁死，由环形架保持其位置不变。环形架带动压紧辊整体可沿龙门框架的垂直导轨升降，以调节其中心高度，不同直径的被焊钢管之底面在同位基准。另外在环型架的12点位置还安装有接缝压平辊，其作用是接缝两边缘平齐而没有错边。

2、送进与合缝装置

送进与拘束合缝装置主要包括：钢管送进与周向调节机构和拘束合缝装置两部分。

3、钢管送进与周向调节机构

该机构主要包括钢管焊前纵向送进、周向调节、导向、焊接送进机构等。焊前纵向送进机构是一组辊式输送机构，负责接收钢管运输车送到预焊工位的待焊钢管，将其传输到拘束合缝入口处。周向调节机构的作用是将进入预焊工位的待焊钢管的开口调节到时钟12点的位置，以便导向机构能顺利地插入接缝开口而进行导向。钢管进入拘束合缝装置则由拖链系统拖动送进，拖链系统由环形链、链条导向槽、驱动装置和张紧机构等组成，其作用是给钢管施加推力，使之强行通过拘束合缝装置而使接缝合口，其送进速度无级可调，同时满足预焊高速焊接的要求。

直缝钢管和螺旋钢管的区别，直缝焊管出产工艺简略，出产，本钱低，开展较快。螺旋焊管的强度普通比直缝焊管高，能用较窄的坯料出产管径较大的焊管，还可以用相同宽度的坯料出产管径分歧的焊管。螺旋钢管是以带钢卷板为原资料，常常温挤压成型，以主动双丝双面埋弧焊工艺焊接而成的螺旋缝钢管。焊接时一般要求焊缝与母材过渡角θ大于110°，但经常会出现角度偏颇，其形成原因有：坡口角度偏小、前丝焊接电流偏大、后丝弧压偏小、焊丝偏中心偏大、焊丝倾角前丝前倾角偏小后丝后倾角偏大、前后焊丝间距偏小、焊剂堆放位置不合适、成型缝产生撅嘴长距离轻微错边等。防控措施主要有：厚壁管适当增大破口角度、在重合量的条件下降低前丝电流提高后丝电压、减小焊丝偏中心、加大前丝前倾角度和减小后丝后倾角度（前丝前倾角控制在2°～9°之间，后丝后倾角控制在5°～8°之间），减小焊丝伸出长度（一般焊丝伸出长度为焊丝直径6~10倍），将焊剂碗做长，使焊剂从焊前方向进入通过钢管和焊剂碗，使焊剂推动液化金属向焊后方向移动、控制成型缝撅嘴和错边、适当增加焊丝间距。

焊接操作机安装在拘束合缝装置的出口处，与拘束合缝装置不相联。操作机的作用是安装焊接机头和激光跟踪机构，调节焊枪位置。操作机的立柱上安装有横臂，横臂前端安装焊接机头和激光跟踪滑板，横臂可作上、下移动，以满足不同直径的钢管的焊接，机头可进行纵向和横向的移动，根据要求可移动到焊接位置或维修位置。

焊接系统包括焊接电源、送丝系统、焊枪、气体配比及流量控制器、水冷系统、接地装置等。

为满足大电流高速焊的要求，焊接电源采用两台DC1000A电源并联给同一根焊丝电弧供电，送丝及控制器采用与焊接电源相配套的控制器和送丝机，稳定送丝。根据预焊大电流焊接特点，焊枪为双水冷式(即喷嘴与导电杆分别冷却)。保护气配比器为三元(Ar+CO2+O2)混合式并配有气体流量检测开关。

由于直缝钢管焊接时，钢管为连续运动，其焊接地线必为滑动导电。为防止运动部件打火，不能通过送进与合缝装置传导焊接电流。因此研制出了钢管焊接的导电装置。该装置采用多组钢刷式结构，通过压紧机构可使导电刷与不同直径的钢管表面接触良好，并不打弧，而且寿命长。该装置分别安装在合缝装置进出口的两侧。