郭春富 ，孫偉強(qiáng) ，，劉帛炎 ，，常云龍

（1.廣東省焊接技術(shù)研究所（廣東省中烏研究院）廣東省現(xiàn)代焊接技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510650；2.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110870）

管道全位置自動(dòng)焊的研究現(xiàn)狀及展望

郭春富 1，孫偉強(qiáng) 1，2，劉帛炎 1，2，常云龍 2

（1.廣東省焊接技術(shù)研究所（廣東省中烏研究院）廣東省現(xiàn)代焊接技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東廣州510650；2.沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧沈陽(yáng)110870）

管道全位置自動(dòng)焊是一種近幾年發(fā)展比較快的管道現(xiàn)場(chǎng)焊接技術(shù)。本研究從全位置自動(dòng)焊的分類(lèi)出發(fā)，分別介紹了全位置氬弧焊、全位置熔化極氣體保護(hù)焊、全位置高能束焊和激光復(fù)合焊的成形原理、適用范圍及優(yōu)缺點(diǎn)，并對(duì)以上焊接方法進(jìn)行了總結(jié)對(duì)比。在此基礎(chǔ)上展望了管道全位置自動(dòng)焊接未來(lái)的發(fā)展方向：高精度的傳感器的研究、焊縫成形機(jī)理研究以及高能束焊接方法的在管道全位置焊接的應(yīng)用是今后研究的熱點(diǎn)；等離子弧焊接是管道全位置焊接未來(lái)的發(fā)展方向之一；鈦及鈦合金等有色金屬的全位置自動(dòng)焊技術(shù)也是未來(lái)的發(fā)展方向之一。

管道；全位置焊接；研究現(xiàn)狀；展望

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和對(duì)能源需求的日益增長(zhǎng)，長(zhǎng)輸油氣管道需求越來(lái)越旺盛，而焊接成本高、自動(dòng)化程度低是制約管道技術(shù)推廣應(yīng)用的技術(shù)瓶頸。目前應(yīng)用于管道全位置焊接的主要方法有焊條電弧焊、半自動(dòng)焊以及自動(dòng)焊等。自動(dòng)焊具有工作效率高、焊縫質(zhì)量良好、焊接穩(wěn)定性可靠性高、可以釋放勞動(dòng)力等優(yōu)點(diǎn)，但由于現(xiàn)場(chǎng)施工安裝不宜使管子旋轉(zhuǎn)，所以國(guó)內(nèi)外都開(kāi)始大力發(fā)展全位置焊接技術(shù)。如今比較成熟的管道全位置自動(dòng)焊焊接方法有鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊。隨著人力成本的快速提升和各種材料大厚度管材應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，對(duì)全位置自動(dòng)焊的需求越發(fā)迫切。因此，對(duì)大口徑厚壁管道焊接效率的提升和新型高效現(xiàn)場(chǎng)全位置管道焊接技術(shù)的開(kāi)發(fā)成為21世紀(jì)最有發(fā)展前景的焊接技術(shù)之一。

1 管道全位置自動(dòng)焊的特點(diǎn)

管道全位置焊接旋轉(zhuǎn)一周的過(guò)程可分為平焊、立向下焊、仰焊、立向上焊，由于管道全位置焊接過(guò)程是熔池的位置是一個(gè)漸變過(guò)程，其所處不同位置的受力情況也是時(shí)刻在變化的，其中4個(gè)典型位置熔池受力情如圖1所示（以TIG無(wú)填絲情況為例）。由圖1可知，焊接過(guò)程中熔池受到電弧的軸向電弧力F、液態(tài)金屬的表面張力f在彎曲液面上形成的合力和重力G三種力的共同作用；在電弧軸線(xiàn)與管道中心重合時(shí)，只有重力不隨焊槍位置的改變而變化。在平焊位置，重力易造成熔池向下流動(dòng)，與電弧力聯(lián)合作用會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部余高過(guò)高；在仰焊位置，重力使熔池向下脫離焊縫，造成焊縫內(nèi)凹、成形不均勻，但可以通過(guò)電弧力削弱重力的不利影響；立向下焊或立向上焊時(shí)熔池有越過(guò)電弧沿著坡口而向下流淌的趨勢(shì)，使焊縫易形成未熔合、焊瘤、成形不均勻等焊接缺陷[1-2]。需要指出的是，TIG焊的熔池相對(duì)較小，熔池受到的電弧力也最簡(jiǎn)單，其他方法熔池受力的復(fù)雜性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于TIG焊。各種焊接方法的管道全位置焊接都根據(jù)各自焊接熔池的受力特點(diǎn)來(lái)制定不同的焊接工藝。

2 全位置TIG焊

TIG焊是最早應(yīng)用于管道全位置焊的焊接方法，也是目前應(yīng)用最成熟的一種全位置焊方法。TIG焊焊接熔池小、電弧呈鐘罩形、采用搭橋方式過(guò)渡，便于全位置焊接，常用方法有直流脈沖TIG焊、ATIG焊和窄間隙熱絲TIG焊。其中，小口徑薄壁管的焊接無(wú)需填絲。

圖1 全位置焊接熔池受力示意[2]

直流脈沖TIG焊電流按一定頻率周期性變化，每次通過(guò)脈沖電流時(shí)，工件上就形成一個(gè)點(diǎn)狀熔池；脈沖電流停止時(shí)，點(diǎn)狀熔池即冷凝。此時(shí)電弧由基值電流維持穩(wěn)定燃燒，使下一次脈沖電流導(dǎo)通時(shí)脈沖電弧能夠可靠燃燒，又形成一個(gè)新的焊點(diǎn)[3]。在全位置焊接過(guò)程中減小相鄰區(qū)段電流變化差值可以改善焊縫成形，使焊波更美觀[4]。姚壽銘[5]在20鋼管對(duì)接試驗(yàn)中，使用高精度脈沖功能的全位置自動(dòng)TIG焊逆變直流脈沖焊機(jī)，并采用填絲和U型坡口的方式完成對(duì)φ88.9 mm×4.5 mm管道的全位置焊接。文獻(xiàn)[6-7]將全位置TIG焊應(yīng)用于Z2CN18.10和12Cr1MoVG不銹鋼的焊接，并首次實(shí)現(xiàn)12Cr1MoVG管子與12Cr2MoWVTiB管子等多種材料的管子異種金屬對(duì)接試驗(yàn)。采用弧壓傳感控制弧長(zhǎng)對(duì)環(huán)焊縫進(jìn)行12段參數(shù)試驗(yàn)，并討論保護(hù)氣流量、焊接速度、焊接電流、送絲速度、電弧電壓等對(duì)焊縫成形的影響。奚運(yùn)濤等人[8-9]對(duì)φ12 mm×1 mm的不開(kāi)坡口、不留間隙、φ32 mm×3 mm的20鋼進(jìn)行V型坡口不留間隙全位置脈沖TIG焊。并通過(guò)回火焊道改善了組織和性能。

活性化TIG焊（A-TIG焊）是在工件表面上涂敷活性劑后再進(jìn)行焊接，設(shè)備如圖2所示。SiO2和TiO2作為活性劑可以改變?nèi)鄢氐牧鲃?dòng)方向；SiO2將電弧電壓提高大約4.2 V，使等離子體收縮；TiO2使表面張力溫度梯度由負(fù)變正[10]。吳軍、方建筠等人[11-12]采用A-TIG將φ57mm×5 mm的20鋼和φ50mm×6 mm的TP304不銹鋼管對(duì)接，均實(shí)現(xiàn)了不開(kāi)坡口單面焊雙面成形。其中碳鋼焊縫中心區(qū)是晶粒略微變大的珠光體和相對(duì)粗大的針狀或塊狀鐵素體的混合物；不銹鋼焊縫熔合區(qū)組織為晶粒粗大、偏析度增加的方向性較強(qiáng)的聯(lián)生結(jié)晶形成的奧氏體柱狀晶與晶界處的σ鐵素體相。相比普通全位置TIG焊，全位置A-TIG的焊縫組織更均勻，晶粒更細(xì)小，效率也更高。在φ51 mm×6 mm低碳鋼和φ45 mm×6 mm不銹鋼管道的不開(kāi)坡口單面焊雙面成形A-TIG焊試驗(yàn)中，可以分析得出：由于全位置A-TIG焊的焊接熔池流動(dòng)是一種向中心流動(dòng)的方式，所以在立向上焊過(guò)程中容易出現(xiàn)焊接質(zhì)量的問(wèn)題[13-14]。通過(guò)對(duì)全位置自動(dòng)A-TIG焊熔池的受力分析，并在試驗(yàn)中論證了在12點(diǎn)位置時(shí)焊縫的外表面有輕微的凹陷，在6點(diǎn)位置焊縫的外表面的凸起、內(nèi)表面焊透但有凹陷、內(nèi)凹量小于0.5 mm，在9點(diǎn)位置焊縫的外表面略凸起。劉觀輝、易耀勇等人[15-16]對(duì)φ159 mm×6 mm的304N2不銹鋼進(jìn)行全位置A-TIG焊研究，對(duì)直流、脈沖以及步進(jìn)脈沖三種不同模式A-TIG焊組織成分和力學(xué)性能，證明焊縫組織與TIG焊焊縫類(lèi)似、步進(jìn)脈沖A-TIG焊縫性能最好直流ATIG焊縫性能最差。脈沖和活性劑聯(lián)合作用，可以一次性焊透更厚的母材，從而減少工序節(jié)約成本，也可以避免多道焊過(guò)程中對(duì)前一道焊縫的加熱導(dǎo)致組織粗大。

圖2 全位置A-TIG焊設(shè)備

相比傳統(tǒng)TIG焊，窄間隙TIG焊的優(yōu)點(diǎn)有：生產(chǎn)效率高，焊接質(zhì)量高且穩(wěn)定，節(jié)省焊材，改善勞動(dòng)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，可以監(jiān)控整個(gè)焊接過(guò)程，多層焊時(shí)最多可達(dá)200 mm[6]。坡口要求如圖3所示，根據(jù)不同位置的熔池受力情況設(shè)計(jì)相應(yīng)的焊接參數(shù)，有利于保證全位置焊縫質(zhì)量以及控制焊縫缺陷。徐祥久等人[17]設(shè)計(jì)了一套針對(duì)大口徑厚壁鋼管全位置窄間隙熱絲TIG的焊接機(jī)頭和焊接工藝，克服了厚壁大口徑管道全位置焊接的難題。目前窄間隙TIG仍主要應(yīng)用于小口徑薄壁管道的焊接。

圖3 窄間隙TIG焊適用坡口示意

鎢極氬弧焊應(yīng)用在管道全位置焊接主要面臨焊接效率的問(wèn)題，無(wú)論是脈沖TIG焊峰值電流形成小孔熔池，還是涂覆活性劑的TIG焊，其目的都是增大熔深或提高熔敷效率。相比之下，熔化極氣體保護(hù)焊的電弧能量和熔敷效率都高于TIG焊，其焊接效率也更高。

3 全位置熔化極氣體保護(hù)焊

在全位置焊接過(guò)程中，尤其是立焊和仰焊階段，熔池在重力作用下容易流淌，這是全位置熔化極氣體保護(hù)焊面臨的最主要問(wèn)題。基于目前研究提出以下兩種解決方案：①加快熔池凝固，即以較小的熱輸入使熔池變小，并搭配較快的焊接速度；②通過(guò)各種電弧控制方法來(lái)改變?nèi)鄢厮茏饔昧ΓM可能抵消重力的影響。設(shè)備如圖4所示。

圖4 全位置熔化極氣體保護(hù)焊設(shè)備

基于這兩種方法，陳炯[18]提出將STT型CO2半自動(dòng)焊應(yīng)用于管道全位置焊。STT型電源采用表面張力過(guò)渡的形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)CO2電源的短路過(guò)渡，實(shí)現(xiàn)單面焊雙面成形。通過(guò)嚴(yán)格控制電流7個(gè)階段的波形，控制每次熔滴過(guò)渡的熱量實(shí)現(xiàn)減小飛濺，提高焊接質(zhì)量以保證根焊層質(zhì)量良好。新提出的這種表面張力的過(guò)渡方式類(lèi)似于TIG焊的搭橋過(guò)渡，該模式可以減少飛濺甚至無(wú)飛濺，以防止多道焊飛濺擁堵焊道。唐德渝等人[19-22]借鑒STT型CO2電源的表面張力過(guò)渡方式，設(shè)計(jì)了可以提高電弧能量密度、增加電弧穿透力的管道全位置MAG焊專(zhuān)焊電源，開(kāi)發(fā)了脈沖熔滴過(guò)渡控制的專(zhuān)用焊接電源，并研制其單片機(jī)控制技術(shù)，控制其對(duì)稱(chēng)的共24個(gè)區(qū)段。此系統(tǒng)設(shè)備和配套工藝適用于雙U型復(fù)合坡口，焊接效率可達(dá)焊條電弧焊的兩倍以上。陳樹(shù)君等人[23]提出采用短路過(guò)渡的MAG焊形式，調(diào)節(jié)短路能量和燃弧能量的分配等，設(shè)計(jì)了一種連續(xù)擊穿法的CO2氣體保護(hù)單面焊接雙面成形電源。這種焊接電源能夠改善熔池形狀和受力狀態(tài)，保證電弧在超過(guò)普通短路過(guò)渡負(fù)載線(xiàn)的更低電壓、更大電流條件下穩(wěn)定燃燒，以適應(yīng)管道全位置根焊在小熔池基礎(chǔ)上的高能量輸入。這種平特性焊接電源可以更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的反饋調(diào)節(jié)，以便更容易實(shí)現(xiàn)對(duì)電弧的控制。

由于全位置熔化極氣體保護(hù)焊和全位置TIG焊的熔池過(guò)渡與成形機(jī)理不一致，因此全位置熔化極氣體保護(hù)焊難點(diǎn)在于對(duì)焊縫成形的控制。為了消除焊道擁堵、提高焊接質(zhì)量，控制熔滴過(guò)渡從而實(shí)現(xiàn)低飛濺、零飛濺是實(shí)現(xiàn)管道全位置熔化極氣體保護(hù)焊的又一關(guān)鍵技術(shù)。

4 全位置高能束焊及復(fù)合焊

從提高能量和減少焊接飛濺的角度出發(fā)，國(guó)內(nèi)外開(kāi)始嘗試將高能束焊接和復(fù)合焊接應(yīng)用于管道全位置焊。目前使用較多的焊接方法有電子束焊、激光電弧復(fù)合焊和等離子弧焊。

S.Koga等人[24]對(duì)19mm厚天然氣管道進(jìn)行了全位置電子束焊，并研究了具有代表性的8個(gè)焊點(diǎn)，研究了錯(cuò)邊不匹配對(duì)焊縫焊縫形成的影響；M.Wykes等人[25]研究了全位置低壓電子束焊，并進(jìn)行了完整的工藝評(píng)定。全位置電子束焊焊接前對(duì)接頭加工、裝配要求嚴(yán)格；被焊工件尺寸和形狀受到真空室的限制；電子束易受雜散電磁場(chǎng)的干擾。

激光電弧復(fù)合焊可以提高焊接速度、增大熔深，大大提高焊接效率并降低耗材[26]。曾惠林等人[27-28]先設(shè)計(jì)了管道全位置激光電弧混合焊接安全監(jiān)控裝置，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行試驗(yàn)并分析全位置激光電弧復(fù)合焊的焊接參數(shù)及工藝性能，提出接頭內(nèi)部的缺陷是影響全位置激光電弧復(fù)合焊焊縫性能的主要原因。試驗(yàn)證明，X65管線(xiàn)鋼的焊接接頭硬度略高于母材，熱影響區(qū)的硬度有所波動(dòng)；拉伸斷裂大多發(fā)生在母材部分，熔合線(xiàn)附近發(fā)生的斷裂時(shí)會(huì)伴隨著氣孔未熔透等缺陷存在；熔合區(qū)沖擊性能強(qiáng)于焊縫區(qū)，刻槽錘斷試驗(yàn)和彎曲試驗(yàn)均未出現(xiàn)明顯缺陷。激光MAG復(fù)合根焊用保護(hù)氣處理和電弧力“托住”熔池，有效地抑制了內(nèi)凹缺陷，尤其是3點(diǎn)～6點(diǎn)方向，并提出減小激光或電弧功率參數(shù)尤其是電弧能量輸入可以抑制背面內(nèi)凹，激光束與管道焊縫切線(xiàn)約為80°時(shí)有利于控制缺陷[29]。此外，壁厚、坡口形式、激光與電弧能量的配比等因素的影響也是全位置激光電弧復(fù)合焊進(jìn)一步研究的方向。

等離子弧的穿透力強(qiáng)于氬弧焊，因此國(guó)內(nèi)外開(kāi)始嘗試等離子弧全位置焊，采用不開(kāi)坡口、不填絲的方式對(duì)壁厚3～6 mm管道進(jìn)行焊接。哈爾濱焊接研究所[30]設(shè)計(jì)研發(fā)了扁形脈沖等離子弧焊炬，并“理順”了離子氣，防止紊流現(xiàn)象的產(chǎn)生；同時(shí)還研發(fā)了窄間距焊接用機(jī)頭、電源及控制箱等配套設(shè)施，實(shí)現(xiàn)窄間隙20 mm厚管道焊接。M.Haneda等人[31]研究了脈沖等離子弧小孔成形，通過(guò)試驗(yàn)分析不同區(qū)間的作用，研究了接頭定位誤差的影響；T.Yamade等人[32]研究并開(kāi)發(fā)了全套全位置等離子弧焊電源、控制器以及其他焊接設(shè)備，并試驗(yàn)總結(jié)了相應(yīng)的焊接參數(shù)。全位置等離子弧焊接研究目前主要集中于薄壁管道，因各種原因還沒(méi)有應(yīng)用于生產(chǎn)的案例。

相對(duì)于普通弧焊，高能束焊和激光復(fù)合焊的能量密度更高。目前全位置高能束焊和復(fù)合焊需要解決的問(wèn)題是中厚壁管道不開(kāi)坡口一次成形的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。由于受真空室束縛，電子束焊無(wú)法焊接過(guò)大的工件和現(xiàn)場(chǎng)安裝。高精度的激光復(fù)合焊也需要激光房等類(lèi)似設(shè)施；激光焊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)組對(duì)的精度要求也過(guò)高。

5 結(jié)論

（1）管道全位置焊接技術(shù)的研究已成為當(dāng)前焊接研究的前沿方向之一。目前核電、管線(xiàn)運(yùn)輸?shù)裙こ添?xiàng)目已經(jīng)廣泛應(yīng)用全位置鎢極氬弧焊和熔化極氣體保護(hù)焊，節(jié)約了焊接成本，提高了焊接質(zhì)量。但國(guó)內(nèi)對(duì)全位置焊的成形理論研究和設(shè)備的研發(fā)還存在不足，所以高精度傳感器的研究、各位置焊縫成形機(jī)理研究以及高能束焊接方法在管道全位置焊接的應(yīng)用是今后研究的熱點(diǎn)。

（2）雖然高能束焊能解決一定厚度母材的焊縫一次成形問(wèn)題，但仍面臨一些問(wèn)題：激光焊接要求組對(duì)精度極高，電子束焊產(chǎn)品尺寸受到限制；以上兩者因設(shè)備原因在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用還存在諸多問(wèn)題。等離子一弧焊次焊接厚度較大、組對(duì)精度要求低于激光焊接且易實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)焊接，是管道全位置焊接的發(fā)展方向之一。

（3）目前管道全位置自動(dòng)焊的熱點(diǎn)主要集中在碳鋼和不銹鋼材料。隨著海洋工程、化工等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)材料的耐蝕性以及特殊性能提出更高的要求，鈦等材料的應(yīng)用也越來(lái)越多，其全位置自動(dòng)焊接技術(shù)也是未來(lái)發(fā)展方向之一。

[1]馮星安.管道建設(shè)和焊接技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展前景[J].石油工程建設(shè)，2002，28（6）：1-5.

[2]陳國(guó)余，董文寧.全位置自動(dòng)管板焊系統(tǒng)在電建冷凝器制造中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2005，35（8）：5-6.

[3]岳建鋒，李亮玉，姜旭東，等.全位置MAG焊縫成形控制技術(shù)及研究進(jìn)展[J].中國(guó)機(jī)械工程，2012，23（10）：126-129.

[4]姚宏忠.全位置脈沖TIG焊在管子焊接中的應(yīng)用[J].焊接技術(shù)，1995（3）：22-23.

[5]姚壽銘.碳鋼管道全位置自動(dòng)TIG焊[J].電焊機(jī)，2011，41（12）：53-56.

[6]馮英超.核電站TIG全位置自動(dòng)焊打底工藝分析[J].電焊機(jī)，2012，42（2）：57-61.

[7]劉秀春，亓安芳，李忠杰.全位置TIG對(duì)接焊機(jī)工藝試驗(yàn)研究[J].鍋爐技術(shù)，2006，37（5）：52-54.

[8]石凱，奚運(yùn)濤，周勇，等.小口徑鋼管全位置脈沖TIG焊的成形控制及組織調(diào)控[J].焊管，2004，27（1）：21-24.

[9]奚運(yùn)濤，樊明鋒，張振永.小口徑鋼管全位置脈沖TIG多層焊的組織分析[J].焊接，2005（8）：31-33.

[10]劉鳳堯，楊春利，林三寶，等.活性化TIG焊熔深增加機(jī)理的研究[J].金屬學(xué)報(bào)，2003，39（6）：661-665.

[11]吳軍，方建筠，許遠(yuǎn)秦.20#鋼管全位置A-TIG焊接接頭組織及性能的研究[J].新技術(shù)新工藝，2010（1）：85-86.

[12]方建筠，吳軍.TP304不銹鋼鋼管環(huán)焊縫的A-TIG焊接研究[J].新技術(shù)新工藝，2010（5）：118-120.

[13]冷小冰，張瑞華，王海濤，等.A-TIG焊在核電管道全位置焊接中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2009，39（8）：14-16.

[14]張瑞華，王海濤，王榮，等.低碳鋼管子全位置A-TIG焊接法[J].焊接學(xué)報(bào)，2010，31（6）：13-16.

[15]劉觀輝，易耀勇，劉美華，等.304N2不銹鋼管全位置ATIG 焊接工藝[J].電焊機(jī)，2014，44（7）：6-11.

[16]劉觀輝，易耀勇，盛安，等.不同焊接模式對(duì)不銹鋼全位置A-TIG 焊接工藝的影響[J].電焊機(jī)，2015，45（3）：18-23.

[17]徐祥久，張宇，黃超，等.大口徑厚壁鋼管全位置窄間隙熱絲TIG焊技術(shù)[J].機(jī)械制造文摘-焊接分冊(cè)，2016（4）：24-27.

[18]陳炯.STT型CO2焊在全位置焊中的應(yīng)用[J].電焊機(jī)，2005，35（1）：57-59.

[19]唐德渝，馮標(biāo)，李春潤(rùn)，等.管道全位置自動(dòng)封底焊設(shè)備及工藝研究[J].電焊機(jī)，2006，36（9）：37-42.

[20]唐德渝，馮標(biāo)，李春潤(rùn)，等.管道全位置自動(dòng)封底焊技術(shù)研究[J].石油工程建設(shè)，2006，32（1）：50-54.

[21]Tang D Y，F(xiàn)eng B，Li C R，et al.Study on the all-position back sealing welding of pipeline[J].Electric Welding Machine，2006，36（9）：37-42.

[22]Tang D Y，F(xiàn)eng B，Li C R，et al.Study on the all position automatic pipeline backing weld machine[J].Engineering Sciences，2008，6（2）：55-60.

[23]陳樹(shù)君，盧振洋，任福深，等.管道全位置自動(dòng)焊機(jī)的專(zhuān)用電源及焊接工藝[J].焊接學(xué)報(bào)，2009，30（2）：13-16.

[24]Koga S，Inuzuka M，Nagatani H，et al.Study of all position electron beam welding process for pipeline joints[J].Science&Technology of Welding&Joining，2013，5（2）：105-112.

[25]Wykes M，Punshon C，Jones L，et al.All-position reduced pressure electron beam welding for large fusion containment vessels[J].Fusion Engineering&Design，2001，58（1）：793-796.

[26]Cho M H，F(xiàn)arson D，Lim Y C，et al.Hybrid laser/arc welding process for controlling bead profile[J].Science&Technology of Welding&Joining，2007，12（8）：677-688.

[27]曾惠林，王新升，檀朝彬，et al.Pipeline all-position laser electric arc hybrid welding safety monitoring device：CN，CN 203509365 U[P].2014.

[28]曾惠林，皮亞?wèn)|，王新升，等.長(zhǎng)輸管道全位置激光-電弧復(fù)合焊接技術(shù)[J].焊接學(xué)報(bào)，2012，33（11）：110-112.

[29]雷正龍，楊雨禾，李福泉，等.X70鋼管道全位置激光-MAG電弧復(fù)合根焊焊縫成形試驗(yàn)研究[J].中國(guó)激光，2015，42（4）：43-49.

[30]姜慶源.窄間距管子對(duì)接全位置等離子弧焊接試驗(yàn)[J].焊接，1981（4）：14-18.

[31]Haneda M，Imanaga S，Araya T，et al.Study on all-position plasma keyhole welding[J].Journal of the Japan Welding Society，1986，4（2）：300-305.

[32]Yamade T，Watahiki S，Sakuma Y，et al.Method of and apparatusforautomaticallyconducting all position plasma welding of pipes：Indian Society of Soil Science，Division of Soil Science and Agricultural Chemistry，US4788409[P].1988.

Research status and expectation on all-position automatic welding for pipeline

GUO Chunfu1，SUN Weiqiang1，2，LIU Boyan1，2，CHANG Yunlong2
（1.Key Laboratory of Guangdong Province of Modern Welding Technology，Institute of Welding Technology，Guangzhou 510650，China；2.School of Material Science and Engineering，Shenyang University of Technology Shenyang 110870，China）

The all-position automatic welding is a kind of pipeline site welding technology and develops rapidly in recent years.The forming principle，scope of application and advantages and disadvantages of all-position TIG welding，all-position metal gas arc welding，all-position high-energy beam welding and laser-hybrid welding are systematically introduced，as well as above welding methods are summarized and compared.The future development direction of all-position automatic welding for pipeline is prospected：the research of high precision sensor，the mechanism of the appearance of weld and the application of high-energy beam welding method in the all-position welding of pipeline will be the focus in future；plasma arc welding is one of future development directions of pipeline all-position automatic welding；all-position automatic welding technology for nonferrous metals such as titanium and titanium alloys is also one of future development directions.

pipeline；all-position welding；research status；expectation

TG457.6

C

1001－2303（2017）11－0077-05

10.7512/j.issn.1001-2303.2017.11.16

本文參考文獻(xiàn)引用格式：郭春富，孫偉強(qiáng)，劉帛炎，等.管道全位置自動(dòng)焊的研究現(xiàn)狀及展望[J].電焊機(jī)，2017，47（11）：77-81.

2017-09-06

廣東省科學(xué)院項(xiàng)目（2016GDASPT-0311，2016GDASPT-0205）；廣東省項(xiàng)目（201BB050502008）；廣東省對(duì)外科技合作項(xiàng)目（201508030024）

郭春富（1971—），男，高級(jí)工程師，學(xué)士，主要從事焊接工藝、焊接結(jié)構(gòu)及等離子焊接的研究。E-mail：guochf@gwi.gd.cn。