管道全位置自動(dòng)焊接就是在管道相對(duì)固定的情況下,借助于機(jī)械、電氣的方法,使焊接設(shè)備帶動(dòng)焊槍沿焊縫環(huán)繞管壁運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)焊接。
目前,全位置自動(dòng)焊技術(shù)在大直徑厚壁壓力管道焊接中全面應(yīng)用尚有一定難度,其主要原因是:(1)大直徑厚壁壓力管道的安裝環(huán)縫組裝難以達(dá)到均勻一致的高精度,這就要求全位置自動(dòng)焊設(shè)備能根據(jù)坡口尺寸和偏差自動(dòng)調(diào)整焊槍位置,從而實(shí)現(xiàn)焊縫的自動(dòng)跟蹤。但鑒于焊接過程的應(yīng)用環(huán)境惡劣,傳感器要受到弧光、高溫、煙塵、飛濺、振動(dòng)和電磁場(chǎng)的干擾,故焊縫的自動(dòng)跟蹤實(shí)現(xiàn)起來比較困難;(2)焊縫的空間位置不斷變化,要求焊接系統(tǒng)能根據(jù)焊槍所在位置自動(dòng)及時(shí)調(diào)整焊接工藝參數(shù),實(shí)現(xiàn)各處焊縫成型基本一致;(3)執(zhí)行機(jī)構(gòu),尤其是需高頻換向的焊槍擺動(dòng)機(jī)構(gòu)傳動(dòng)誤差的定量識(shí)別及高精度快速實(shí)時(shí)補(bǔ)償難度較大。
目前,國內(nèi)外已研制成功的自動(dòng)焊接設(shè)備,如美國林肯中小口徑管道焊接設(shè)備,及國內(nèi)石油天然氣管道局管道專用焊接設(shè)備等,均人為假設(shè)管道環(huán)縫組裝均勻一致,并且焊接小車爬行軌道與焊縫平行,在必要時(shí)完全依賴人工調(diào)節(jié)焊槍從而無焊縫跟蹤功能,所以嚴(yán)格地講這些設(shè)備均不能稱為管道自動(dòng)焊設(shè)備。
另外,在焊接規(guī)范參數(shù)的自調(diào)節(jié)方面,目前所具有的自動(dòng)焊設(shè)備,均建立在焊前大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,并且所建立的數(shù)學(xué)模型均與實(shí)際存有很大出入,這樣不但使焊前準(zhǔn)備工作過程復(fù)雜化,自動(dòng)焊設(shè)備適應(yīng)性降低,而且在焊接過程中所調(diào)節(jié)規(guī)范參數(shù)的合理性,即焊接質(zhì)量得不到保證。
其次,目前的自動(dòng)焊設(shè)備的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)大多采用擺鐘式原理,即擺動(dòng)機(jī)構(gòu)左右等幅交替擺動(dòng),針對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)誤差,尤其是具有頻繁換向需求的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)所帶來的換向耦合誤差無能為力,從而照成誤差的累積,使擺動(dòng)的中心偏離實(shí)際焊縫中心,焊接熔池位置偏離焊縫。
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