根據(jù)熊谷公司研制的管道全位置自動(dòng)焊機(jī)，包括了內(nèi)焊機(jī)、單焊炬管道全位置自動(dòng)焊機(jī) 和雙焊炬管道全位置自動(dòng)焊機(jī)三種產(chǎn)品。根據(jù)設(shè)備的不同搭配，開發(fā)了兩種不同的自動(dòng)焊工藝：

第一：內(nèi)焊機(jī)根焊+雙焊炬熱焊與填充蓋面焊（實(shí)芯焊絲）

第二：內(nèi)對(duì)口器+單焊炬根焊、熱焊與填充蓋面焊（實(shí)芯焊絲）

長(zhǎng)輸管道使用的管徑一般都在φ325—φ1422mm，壁厚主要是7—30.8mm。根據(jù)所研制的內(nèi)焊機(jī)、單焊炬管道全位置自動(dòng)焊機(jī)及雙焊炬管道全位置自動(dòng)焊機(jī)及相應(yīng)的工藝搭配，坡口設(shè)計(jì)如下：

內(nèi)焊機(jī)工藝坡口設(shè)計(jì)

內(nèi)焊機(jī)工藝是內(nèi)焊機(jī)根焊+雙焊炬熱焊與填充蓋面焊。因采用管道內(nèi)部焊接，必須考慮內(nèi)焊機(jī)根焊的坡口設(shè)計(jì)。

內(nèi)焊機(jī)設(shè)計(jì)原理是考慮在管道內(nèi)部完成根焊，為了提高效率，考慮多焊炬分段焊接，焊接不擺動(dòng)效率最高，并達(dá)到2-3mm的厚度。據(jù)此，內(nèi)焊的坡口設(shè)計(jì)主要采用大角度的單V型坡口，坡口角度大有利于克服未融合等缺陷，內(nèi)坡口角度β設(shè)計(jì)在35°-40°，內(nèi)坡口高度在1.5-2.0mm，保證熔敷金屬的厚度，同時(shí)不產(chǎn)生邊緣未熔合缺陷。外部的熱焊和填蓋工藝，從設(shè)備擺動(dòng)寬度、提高焊接速度和節(jié)約焊材的角度，根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況及借鑒國(guó)外成熟的內(nèi)焊機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，具體坡口形式如圖1所示。

圖1 改進(jìn)后坡口形式

 國(guó)外內(nèi)焊機(jī)+雙焊炬工藝推薦采用的坡口如圖2所示，該坡口尺寸主要控制的參數(shù)有坡口表面開口寬度、下坡口角度和高度、鈍邊厚度及內(nèi)坡口角度和高度。該坡口設(shè)計(jì)具有加工簡(jiǎn)單、可根據(jù)壁厚靈活調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，但使用過程中發(fā)現(xiàn)下坡口與外坡口的界面容易出現(xiàn)坡口未熔合等缺陷。

圖2國(guó)外推薦坡口圖

經(jīng)過分析，產(chǎn)生未熔合的原因主要是由于坡口加工過程坡口度數(shù)過渡時(shí)產(chǎn)生凹槽，于是將下坡口改為圓弧過渡。分析確定圓弧半徑，采用R為2.4mm和R為3.2mm兩種圓弧，發(fā)現(xiàn)采用較大過渡半徑時(shí)，坡口更加光滑，參數(shù)波動(dòng)較小，可有效減少此處的坡口側(cè)壁未熔合缺陷。坡口形式如圖3所示。

圖3坡口主要尺寸

該坡口主要加工參數(shù)有β（外坡口角度）、γ（內(nèi)坡口角度）、p（鈍邊高度）、h（內(nèi)坡口高度），β主要控制坡口開口寬度和角度，保證填充和蓋面焊道質(zhì)量；R的控制應(yīng)符合熱焊道寬度，保證熱焊焊縫與坡口兩側(cè)熔合良好；p保證熱焊的熔深能夠熔透，避免出現(xiàn)未熔合缺陷；γ和h是控制內(nèi)焊縫成型的主要參數(shù)。

調(diào)整確定后的參數(shù)如下所示：

圖3坡口尺寸參數(shù)

單焊炬工藝坡口設(shè)計(jì)

單焊炬工藝是全單焊炬完成根焊、填充和蓋面焊，根據(jù)這種工藝的特點(diǎn)，坡口形式分別考慮為單U型坡口。具體坡口形式如圖2所示。

圖2單U型復(fù)合坡口                     

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