3.3坡口形状和尺寸

　　坡口的型式和尺寸是焊接的基础，特别是自动焊接的重要基础，坡口的型式和尺寸对焊接质量和焊接效率均产生关键性的影响。在国家标准和行业标准中对坡口型式及尺寸均有较明确的规定。在绝大部分的焊接试验和焊接工艺评定中，也是先规定了坡口型式及尺寸，然后进行焊接试验和焊接工艺评定[4]。管-管对接环焊缝经试验研究对比分析认为采用V型坡口能够满足质量要求且加工方便，易于实现现场施工，如图3。

　　图3 加工好坡口的管端

　　V形坡口是应用最为广泛的一种坡口型式，V形坡口主要特点：适用范围广，可适用于各种厚度的对接接头;加工简单，加工成本低;通过调节坡口角度，较易得到不同宽度的坡口。V形坡口尺寸和组装要求，见图4。

　　图4 管-管对接示意图

图4中D是管径，是单边坡口角度，δ是钝边尺寸，b是对口间隙。坡口角度的作用是保证焊透和焊接的可行性，一般原则是在满足工艺条件下，选用尽可能小的坡口角度。然而对于全位置自动钨极氩弧焊，过小时，电弧稳定性差，电弧易向坡口两侧飘移，而导致电弧热和电弧作用力不能集中作用到坡口底部，产生未焊透。δ过大时，电弧吹力和熔化金属重力作用明显，易产生内成形下凸和焊瘤。而δ过小时，焊接电流小，能承受的波动范围窄，控制困难，容易产生烧穿等缺陷。 工艺选定对口间隙b为0-0.5mm;坡口角度角度为80°~100°之间较合适，钝边尺寸δ为0.5-1mm。

　　3.4焊前清理

　　由于连续油管焊接采用钨极氩弧焊焊接技术，而进行氩弧焊时，对材料的表面质量要求很高，焊前必须经过严格清理，在焊接过程中对坡口上的油、漆垢、锈、水分等特别敏感，清理不净就会产生气孔[5]。清除填充焊丝及工件内外坡口表面至少 20mm 范围内的油污、水分、灰尘、氧化膜等，露出金属光泽，且不得有裂纹、夹层等缺陷，如图5所示。否则在焊接过程中将影响电弧稳定性和焊缝成形，并可能导致气孔、夹杂、未熔合等缺陷。

　　a外壁打磨对比 b 内壁打磨

　　图5 管端打磨除锈及毛刺

　　只要在焊前充分做好准备工作，如除油、锈、除水气等工作，加之焊丝与母材匹配，出现气孔的机率不会很大。

　　3.5组对

　　管子或管件对接焊缝组对时，内壁应其平，内壁错边量不宜超过管壁厚度的10%，且≤0.4mm。为降低应力，对中时尽可能使对焊两管处于自由状态，严禁在管子拉应力状态下对中固定。

　　将工件装夹在专用工装上，见图6，机头安装在一侧的连续油管上，对中要求无错边、无间隙，见图7。

　　图6 焊接工装图 图7 焊前对中

　　从工艺角度看，对接焊件焊后的要求通常以沿轴线全长的直线度、焊缝处的圆度、错边等要素来评价。通常对焊件轴线的直线度是最基本的要求，由对焊两管件轴线的同轴度来实现，装配所能达到的同轴度决定了对焊件轴线所能达到的直线度和焊前加工尺寸在焊后的同轴度。因此装夹系统必须在定位夹紧时保证相应的位置公差——同轴度[6]。

　　圆度(或圆柱度)对保证直线度、同轴度，控制错边、焊接变形具有重要意义。圆柱度对纵横截面的各种形状误差提供综合控制，而圆度只对回转体横截面的形状误差进行控制。无论设计要求如何,焊缝处的圆度都至关重要，否则焊接变形将无法控制，直线度、同轴度也无法保证，对口错边的控制无从谈起[7]。为了保证焊口的同轴度以及圆度，必须采取合适的矫直、涨管整圆、对中的工装设计。

　　4 小结

　　连续油管在生产应用过程中经常出现管体失效、损伤等情况，焊接方法是一种重要的修复制造技术，焊接质量的好坏直接决定其使用寿命和安全性，具有重要的地位。

　　通过研究分析，连续油管现场施焊具有自身的特殊性，对其管-管对接焊焊接接头性能要求较高，不仅对焊接工艺参数提出极高的要求，而且焊前准备工作是一个非常重要的工序。管端校直、管口整圆、坡口形式和尺寸、焊前清理以及焊前组对是连续油管全位置自动焊焊接质量的重要保证，是提高焊接效率的基础。

　　参考文献

　　[1]陈会年，张国龙，胡清富.连续油管钻井技术的发展及应用[J] .石油钻探技术，2000，28(2)：19-21.

　　[2]章传国.连续油管的发展[J].宝钢技术,2007,(2):26-29.

　　[3]丁桂兰，陈连华. CuNi10Fe管对接TIG焊接技术[J].江苏船舶，1996，6(5)：22.

　　[4]李颂宏.管道自动焊与坡口型式[J].电焊机，2004，34(5)：143-148.

　　[5]虞琳.小口径耐热合金钢管钨极氩弧焊气孔探讨[J].机械工程师，2008，1:113-114.

　　[6]陈宏，王笑川，侯春林等. 中径管环缝焊接定心内撑工装设计.电机焊，2008，38(2)：60-61.

　　[7]钱卫春.薄壁不锈钢管全自动氩弧焊技术[J].化工施工技术，2000，22(6)：17-19.

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