随着国内重大油气管道工程的开展，中国 X80 钢管道建设长度已位居全球第一位，X80 管线钢相关技术的发展也趋于成熟。对于合金含量较高的高钢级管材，采用半自动焊技术存在焊缝金属夏比冲击韧性离散的问题。而采用全自动焊技术，可确保环焊缝焊接接头的强度、韧性等综合性能优良，且可显著提高焊接效率，降低劳动强度，提高管道的安全可靠性，在未来势必得到广泛应用。近年来中国管道企业提出了“智慧管网”的建设理念，要求设计、采购、运输、施工、检测、防腐、运行、维护全过程的数据采集、传输、存储、分析等工作均满足智能化管道的建设要求，为云数据库提供数据基础，而手工焊和半自动焊不能满足该要求，必须采用全自动焊技术，因而对全自动焊装备提出了更高要求。

电王全自动焊接技术特点

自动焊技术是一项系统工程，包括坡口加工、管口组对、根焊、外焊等环节。目前，下向焊是施工现场最常用的焊接方式，具有焊接效率高的技术优势，但要保证焊接质量，必须对坡口加工、管口组对、根焊、填充盖面等环节提出更高的技术要求。

1、装备组成

自动焊装备包括坡口机、内焊机、外焊机 3 部分： 坡口机主要用于完成管口加工，按照坡口工艺图纸加工 U 形坡口、V 形坡口及复合形式的坡口；内焊机主要用于两个加工完成的管口组对和根焊；外焊机主要用于焊缝的热焊、填充及盖面焊接。

2、坡口加工

2.1宽间隙坡口

早期的焊接电源采用变压器、绝缘栅双极型晶体管逆变电路，多数采用短路过渡方式，其对电弧的控制较简单，受此局限，电弧的穿透力、挺度、热输入量控制较粗犷，坡口形式主要为宽 V 形。宽间隙坡口形式具有焊缝成型美观、焊接效率和焊接质量较高等优点，是早期自动焊焊接工艺的主要坡口形式。

2.2窄间隙坡口

随着电源技术的发展，出现了数字信息处理器，焊接电源也发展为数字化电源，实现了柔性化、精准化控制及多功能集成，其具有控制精度高、系统稳定性好、电弧特性控制方式多样化等优点，坡口形式采用复合V 形和复合 U 形窄间隙坡口。窄间隙坡口形式具有金属填充量小、节省焊材、较小的焊接线能量即可完成焊接任务、对焊缝和热影响区以及母材的理化影响较小、焊接效率高、质量好等技术优势。目前窄间隙坡口已逐渐代替宽间隙坡口，成为长输油气管道上使用最多的自动焊焊接工艺坡口形式。

3、管口组对

3.1对口间隙

对口间隙是指坡口加工完毕后两个管口组对后的间隙。对于长输管道自动焊焊接，目前多数采用实心焊丝，焊丝直径为 1 mm，管口组对间隙应按工程相应的焊接工艺规程执行。

3.2错边量

错边量是指管口组对后，上管口与下管口纵向切面的高度差。对于长输管道自动焊焊接，管口组对的错边量不宜大于 2 mm，错边宜沿钢管圆周均匀分布。

3.3级配

级配是指两个管口组对的匹配程度，两个相邻管端周长差不大于 6 mm，目的在于保证管口组对精度能够满足对口间隙和错边量的要求，以保证自动焊的焊接质量。在施焊前应完成两个管子的级配工作。

4、焊接

4.1根焊

目前对于直径为 813 mm 以上的管道，常采用内焊机根焊。通过控制多个焊炬同时完成对应位置的焊接任务，可大幅提高根焊的焊接速度、效率，保证焊接质量。由于根焊是所有焊接工作中的第一步，因此根焊的焊接速度直接决定了当日的焊接里程，采用内焊机完成根焊的纯焊接时间约 90 s，远远超过半自动焊和手工焊打底的焊接时间，并且外观成形良好，焊接质量更有保证，管径越大优势越明显。目前生产的最大内焊机可适用于直径 1 422 mm 的管道，焊接工艺实验坡度可达到 30°[5]。

4.2热焊及填充盖面

完成根焊任务后，按照薄层多道、下向焊接的方法逐次完成热焊、填充及盖面焊接工作。针对目前的自动焊技术，常用的外焊焊接装备包括单焊炬外焊机和双焊炬外焊机。在热焊层主要采用单焊炬外焊机，填充焊和盖面焊多采用双焊炬外焊机。两种外焊机在本质上没有区别，双焊炬的焊接效率高于单焊炬。目前可适用于直径 1422 mm 的管道，焊接工艺实验坡度可达到 30°。

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