管道全位置自動焊接就是在管道相對固定的情況下,借助于機械、電氣的方法,使焊接設備帶動焊槍沿焊縫環繞管壁運動,從而實現自動焊接。
目前,全位置自動焊技術在大直徑厚壁壓力管道焊接中全面應用尚有一定難度,其主要原因是:(1)大直徑厚壁壓力管道的安裝環縫組裝難以達到均勻一致的高精度,這就要求全位置自動焊設備能根據坡口尺寸和偏差自動調整焊槍位置,從而實現焊縫的自動跟蹤。但鑒于焊接過程的應用環境惡劣,傳感器要受到弧光、高溫、煙塵、飛濺、振動和電磁場的干擾,故焊縫的自動跟蹤實現起來比較困難;(2)焊縫的空間位置不斷變化,要求焊接系統能根據焊槍所在位置自動及時調整焊接工藝參數,實現各處焊縫成型基本一致;(3)執行機構,尤其是需高頻換向的焊槍擺動機構傳動誤差的定量識別及高精度快速實時補償難度較大。
目前,國內外已研制成功的自動焊接設備,如美國林肯中小口徑管道焊接設備,及國內石油天然氣管道局管道專用焊接設備等,均人為假設管道環縫組裝均勻一致,并且焊接小車爬行軌道與焊縫平行,在必要時完全依賴人工調節焊槍從而無焊縫跟蹤功能,所以嚴格地講這些設備均不能稱為管道自動焊設備。
另外,在焊接規范參數的自調節方面,目前所具有的自動焊設備,均建立在焊前大量試驗數據的基礎上,并且所建立的數學模型均與實際存有很大出入,這樣不但使焊前準備工作過程復雜化,自動焊設備適應性降低,而且在焊接過程中所調節規范參數的合理性,即焊接質量得不到保證。
其次,目前的自動焊設備的擺動機構大多采用擺鐘式原理,即擺動機構左右等幅交替擺動,針對各執行機構的傳動誤差,尤其是具有頻繁換向需求的擺動機構所帶來的換向耦合誤差無能為力,從而照成誤差的累積,使擺動的中心偏離實際焊縫中心,焊接熔池位置偏離焊縫。
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