高海拔输油管道气保护药芯焊丝半自动焊工艺研究与应用

全位置自动焊接工艺技术具有焊接效率高、质量稳定等优点，但是在高原地区的山区丘陵等地段，无法采用自动焊进行高效作业。为提高该条件下的施工效率，本论文开发了一种气保护药芯焊丝半自动焊工艺，该工艺采用纤维素打底气保药芯下向填充焊接，填充采用二氧化碳和焊材药剂的气渣联合保护焊，同时采用成本低互换性强的通用型焊枪备件耗材，设计一种半自动专用焊枪导气电缆，有效降低了项目机组的运行成本。该技术成功应用在高海拔输油管道特殊地段焊接施工中，有效提高了焊接工效和合格率，在今后高原管道工程建设中具有广泛的应用前景。

目前，在国外一些发达国家例如美国、澳大利亚等，在建设油气管道的过程当中，半自动和自动的焊接技术发展得较为成熟。在我国随着国内长输油气管道工程的快速发展，在低海拔地区，针对不同地形、不同管材等级、不同管径等长输管道焊接工艺已有很多深入的研究，而在高海拔环境下油气管道方面的焊接工艺鲜有研究。焊接方法的合理选择，对于提高管道建设效率和质量具有极其重要的意义[1]。

但高原独特的高海拔、低气压、缺氧等恶劣自然环境，造成焊接电弧、融池、焊接电源输出等发生变化， 给焊接工艺评定带来了极大的挑战，以往在低海拔地区应用较好的焊接工艺，到了高海拔地区都需要结合具体焊接材料和匹配情况，在高原气候和地形条件下，经过反复的试验论证，最终确定合理可行的焊接工艺。

2. 高海拔山地地形小口径管道焊接工艺研究现状 目前，管道工程建设中，地势平缓地段可采用全位置自动焊接工艺技术，该工艺具有焊接效率高、质量稳定等优点， 满足了高效施工作业的要求。

但在青藏高原高海拔地段某小口径长输管道建设项目中， 山区、丘陵、冲沟等复杂地形，无法采用全位置自动焊接工艺高效作业，加之青藏高原气压低、高寒、缺氧等独特环境，采用常规的“手工氩弧焊 + 手工焊条电弧焊”工艺进行作业，焊接作业的电焊工受缺氧影响，体力消耗严重，机组平均施工工效仅为内地平原地段工效的40%；在第一阶段施工期间，整编“手工氩弧焊 + 手工焊条电弧焊”工艺焊接机组，单日的最高工效仅为10 道焊口，焊接合格率88%， 焊接质量难以得到保证。

这种工效、质量严重制约了项目的整体施工进度， 成为项目能否按期完工的“卡脖子”环节。因此， 研究一种适用于高海拔环境、山地地形的焊接工艺，以提高焊接施工效率和合格率， 保证工程顺利完工，至关重要。

3. 高原环境下自保护和气保护半自动下向焊工艺试验 项目结合以往工程实践经验，采用“纤维素焊条 + 自保护半自动下向焊接”工艺(SMAW 根焊