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Q345R球罐GMAW立焊自动焊焊接工艺技术研究
一、背景
20世纪80年代，我国开始进行大型球罐自动焊接试验研究，到20 世纪 90 年代逐渐应用。1999年某公司建造的抚顺石化公司16MnR钢制2000 mLPG球罐，采用药芯焊丝自动化焊接，焊缝表面成形极差，X 射线检测发现焊缝内部未熔合、夹渣类焊接缺陷非常严重，甚至产生了空洞，最终横焊、仰焊位置的焊缝全部刨除，重新采用焊条电弧焊焊接，返修量很大。而药芯焊丝焊缝金属力学性能不稳定，中石化三公司1996 年采用自动化焊接的球罐焊缝金属-10 ℃KV2 平均值最低仅28 J，如表1 所示[1]，因此，球罐自动焊接技术仍然还不成熟。另外国外进口球罐自动焊装备每套约 250 万元，进口药芯焊丝价格又高，2000年以后球罐自动焊处于停滞状态。
二、球罐脉冲MAG全位置自动焊优点
2.1绿色环保
球罐自动焊由机器代替人工焊接，焊工只需在焊接过程中操控机器进行辅助作业，劳动强度大大降低，可避免在厚壁球罐焊接过程中因加热和焊接所带来的高温热辐射，自动焊产生的烟尘和有毒气体相比焊条电弧焊明显减少，施焊环境得到极大改善，降低了对焊工身体伤害程度，并且焊渣少、无焊条头，有利于环保。
2.2 高效节能
自动焊时焊前需铺设小车行走轨道，调整机头运动轨迹，焊前准备时间要长于焊条电焊，但自动焊的电流密度远高于焊条电弧焊，如表 2 所示[1]，大大提高了焊丝的熔化速度，即增大了填充速率，且运行过程中不需更换焊条和重新引弧，从起点到终点焊接一次完成，而金属粉型焊丝施焊的焊缝表面焊渣很少，省去了大量脱渣时间，球罐自动焊焊接效率是焊条电弧焊的 3~3.5 倍[2]。由于全位置自动焊一般使用较细的 φ1.2 mm 金属粉芯焊丝，坡口根部电弧可达性较好，焊缝 X 型坡口角度可由焊条电弧55/60优化为40，仍有较好的熔透性，还不易产生夹渣等缺陷[3]。
2.3焊接变形量小
球罐焊缝X型坡口角度由55/60优化为40,焊缝金属填充量可减少约1/3,并且焊缝总热输入量减少,加上焊接速度快，线能量小，热影响区窄，因而焊接接头的变形量仅为焊条电弧焊的1/2 [4]。
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