Soudage automatique de tuyaux

Les technologies de soudage modernes ont fait de grands progrès. L'une des directions est le soudage automatique des tuyaux. Avec l'utilisation du soudage automatique, il est devenu possible d'éliminer un nombre important d'inconvénients que permet le soudage manuel (hétérogénéité de la soudure, faible fiabilité du travail effectué). Le soudage à l'arc manuel de haute qualité n'est possible que s'il est effectué par des ouvriers qualifiés, ce qui est également un inconvénient. Une préparation de haute qualité des tubes pour le soudage est également requise.

Schéma du processus de soudage à l'arc manuel.

Le soudage à l'arc manuel présente plusieurs inconvénients:

  • comme mentionné ci-dessus, la qualité des soudures est mauvaise lorsque des travaux de soudage sont effectués par des non-professionnels;
  • Cela a un impact négatif sur l'environnement et sur le travailleur qui produit le processus;
  • Le soudage à l'arc manuel a un faible rendement et une faible productivité (par rapport au automatique).

A en juger par le degré d'automatisation, le soudage automatique est le processus technologique le plus moderne de notre époque. Notez que presque tous les types peuvent être automatisés. Le degré de mécanisation des procédés de soudage est de deux types:

Automatique implique une alimentation mécanisée des électrodes et le mouvement de l'arc, et semi-automatique signifie uniquement une alimentation en fil. Laissez-nous examiner plus en détail le processus de soudage automatisé.

Equipement de soudage automatique et technologie de production

Le soudage automatique est possible uniquement avec un équipement spécial. Il s’agit d’une source de courant continu et d’un appareil spécial pour alimenter une électrode avec la présence d’une tête de soudage automatique (arc). Traditionnellement, pour la version automatique, il est nécessaire de disposer d’une électrode fusible ou d’un fil électrode enroulé en bobines (écheveaux), d’un poids compris entre 5 et 60 kg.

Pendant le soudage, ce fil est progressivement introduit dans la zone de l'arc au fur et à mesure de sa consommation lors de la fusion.

Traditionnellement, pour une variante de soudage automatique, il est nécessaire de disposer d’une électrode fusible ou d’un fil électrode enroulé en bobines (écheveaux), pesant de 5 à 60 kg.

En raison de la courte distance parcourue par le fil, la machine à souder produit un processus avec une électrode courte constamment en mouvement. Cela réduit considérablement le chauffage du fil (avantage sur les autres types). À mesure que le taux de fusion change, le taux d'alimentation du fil change également. Ceci maintient une longueur d'arc constante lorsque le fil est brûlé. Afin de protéger le bain de soudure des effets de l'air, de faciliter la désoxydation du métal et son alliage, la soudure est pré-remplie d'une couche de fondant suffisamment volumineuse dans laquelle l'arc s'enfonce. L'utilisation de flux évite les éclaboussures de métal, améliore les performances du courant de soudage et les performances (par rapport au soudage à l'arc ouvert), la qualité de la soudure augmente considérablement.

Types de machines à souder

Les fabricants modernes produisent des machines de soudage à l'arc de deux types, qui se différencient par leur méthode de régulation:

  • machines automatiques dans lesquelles les quantités électriques sont régulées;
  • machines automatiques dans lesquelles la fourniture de fil à souder est effectuée à une vitesse constante.

Le premier type de poste de soudage automatique permet de régler l’avance du fil (vitesse) et, en fonction de ce paramètre, l’indice électrique change (le plus souvent la tension de l’arc). La tension de l'arc ne dépend que de sa longueur et change en fonction de son évolution. De telles machines sont produites assez longtemps et ont fait leurs preuves dans la production de soudage.

L'application d'une machine à souder automatique élimine le besoin de schémas de réglage plus complexes.

Le poste de soudage le plus moderne et le plus évolué sur le plan technologique est considéré comme le second type (présence d'une vitesse d'alimentation du fil constante). L'intensité de l'autorégulation de l'arc de soudage élimine le besoin de schémas de réglage plus complexes. Vous pouvez simplement alimenter le fil en arc de cercle en mode continu et à une vitesse égale à la vitesse de fusion. Il y a une augmentation de la longueur de l'arc, ce qui signifie une diminution de la vitesse d'alimentation du fil. De quoi dépend l'autorégulation? De la densité de courant dans le fil. Si la densité est faible, le processus d'autorégulation est très lent, ce qui entraîne une diminution de la longueur de l'arc et, par conséquent, un court-circuit. Si une augmentation se produit, un arc cassé est possible. L'augmentation rapide de la densité de courant entraîne une augmentation du taux de fusion et du processus de contrôle.

Classification des machines à souder en fonction de la méthode de déplacement

Vous obtiendrez un joint de haute qualité si vous déplacez la machine très précisément lors du soudage du produit. Les machines fabriquées aujourd'hui sont divisées en:

  • machines à souder suspendues;
  • machines à souder automotrices;
  • tracteurs de soudure.

Les machines de soudage suspendues ne peuvent pas bouger, alors que les produits de soudage sont déplacés. Lors du soudage avec des machines de soudage automotrices, celles-ci sont montées sur un chariot spécial et la soudure est effectuée en se déplaçant autour du produit ou en position fixe au-dessus d'un objet en mouvement. La machine de soudage automatique automotrice, ainsi que le tracteur de soudage se déplacent le long de la voie. Les machines à souder sont plus légères et plus mobiles que les machines automatiques automotrices. Elles servent à souder de grandes pièces, divers boîtiers, etc.

Préparation des tuyaux pour le soudage

Le lissage est réalisé dans le but de garantir une pénétration de qualité de la pièce le long de la section (il s’agit d’une des conditions de résistance du joint soudé avec le métal). Il y a des bords en forme de V, K, X. La couture des bords peut être unilatérale ou bilatérale. La préparation du tuyau pour le soudage comprend les étapes suivantes:

La délimitation est réalisée dans le but de garantir une pénétration de haute qualité de la pièce le long de la section.

  • nettoyage des surfaces de soudage de la saleté et de la terre;
  • vérifier la forme des arêtes, si nécessaire, leur édition (les extrémités des tuyaux après l'édition des arêtes doivent être les mêmes lors de l'assemblage);
  • l'ellipse de la crosse, des bosses et des entailles ne doit pas être plus grande que celle fournie par la norme de l'État;
  • nettoyer les bords extérieurs et intérieurs du métal afin de faire briller une distance d’au moins 10 millimètres (pendant le soudage à l’arc);
  • production de jonctions de tuyaux à l'aide de vérins ou de centreurs, garantissant ainsi un alignement de haute qualité des bords des tuyaux;
  • fixer les raccords de tuyaux (pour le soudage à l'arc) avec des punaises (la quantité est déterminée par une formule spéciale, mais ne peut pas être inférieure à trois, la longueur doit être comprise entre 6 et 8 cm et une épaisseur d'au moins 4 mm);
  • si les joints des joints de tuyaux sont droits, unilatéraux et longitudinaux, les bords peuvent bouger les uns par rapport aux autres;
  • les coutures longitudinales en spirale et à double face sont autorisées à cuire sans déplacer les bords.

Le processus de préparation au soudage de tuyaux en acier non allié et faiblement allié comprend une étape telle que des arêtes de coupe. Une telle découpe des bords soudés est réalisée le plus souvent avec des torches de découpe autogènes. Une fois la découpe terminée, il peut être nécessaire de retravailler les bords de manière mécanique (en particulier les coutures des anneaux).

Caractéristiques de soudage des pipelines haute pression

Schéma de traitement thermique des joints de tuyaux soudés

Pour le soudage de pipelines haute pression applicables à tout type de soudage industriel. Pour effectuer un tel travail, seuls les soudeurs qui possèdent un certificat de réussite aux tests prévus par les règles de la supervision technique de l’État, car le fait de travailler avec ces produits requiert une qualification et une responsabilité élevées.

Lors du soudage de tubes avec pression, des conditions spéciales et un contrôle de qualité strict sont nécessaires. La difficulté est causée par une grande épaisseur des parois du tuyau par rapport à un petit diamètre. Il est impératif de garantir la qualité élevée de la soudure, quelle que soit la température, qu’il s’agisse de la température normale, élevée ou négative du fluide transporté. Le joint doit résister à la corrosion et aux lectures de pression. Soudure de canalisations en acier sous haute pression, réalisée par méthode électrique ou au gaz (selon le diamètre et l'épaisseur). Le soudage au gaz est appliqué uniquement aux tubes en acier au carbone avec un passage de 6 à 25 mm. Le soudage automatique et semi-automatique à l'aide de flux (pour le soudage manuel de la soudure à la racine) est utilisé pour les tuyaux avec un passage de 100 mm ou plus.

Soudure Haute Pression

Le soudage sous pression implique le processus de jonction des couches supérieures des pièces à souder. La diffusion des particules est également caractéristique pour le soudage sous pression, ce qui entraîne l'effacement des interfaces et la germination des cristaux à travers celles-ci. Le soudage par pression est principalement utilisé dans les domaines de la construction mécanique et de la fabrication d'instruments. La méthode de pression dépend du type de produit à souder et de ses exigences. Il existe 3 types de soudage sous pression:

  • point (appliqué à la tôle d'acier);
  • bout à bout (pression ou refusion, utilisé dans la fabrication d'outils);
  • rouleau (fournit un cordon de soudure continu ou intermittent).

Le soudage sous pression est considéré comme un type de soudage par résistance. Les surfaces sont sous haute pression, ce qui permet d'obtenir la connexion de pièces sans chauffage. La qualité de la connexion sous pression dépend directement du travail de préparation de la surface, du type de métal et des efforts à fournir.

La technologie de soudage sous pression implique l'application de chaleur et de pression. Le chauffage s'effectue à l'aide d'un courant électrique au point de contact des éléments à connecter, la pression est créée à l'aide d'électrodes ou d'autres dispositifs spéciaux.

Technologie de soudage par pipeline

Le développement de l'économie moderne est caractérisé par une augmentation constante de la consommation d'énergie: si la consommation minimale d'énergie dans l'histoire de l'humanité est d'environ 160 milliards de tonnes de carburant de référence, au moins 110 milliards de tonnes tomberont au cours des 35 dernières années.

Au cours des 25 dernières années, la part du pétrole et du gaz dans le bilan énergétique a plus que triplé.

  • Le transport du pétrole et du gaz s'effectue directement à partir de l'un de leurs sites d'extraction au moyen de pipelines principaux en acier.
    Récemment, le transport par pipeline a commencé à être utilisé pour le transport d'éthylène et d'ammoniac sur de longues distances.
  • Des travaux de recherche intensifs sont en cours pour acheminer des matériaux en vrac et autres par pipeline.
  • À l'avenir, il est prévu d'appliquer non seulement de l'acier, mais également des canalisations en plastique.
  • Le processus technologique principal dans la construction de pipelines est le soudage. La longueur totale des soudures circonférentielles lors du soudage des pipelines seulement en 1976 dépassait la longueur équatoriale du globe.

Pour la première fois, le soudage de pipelines dans notre pays a été utilisé pour la construction de l'oléoduc Grozny-Tuapse (1927-1929). Sur ce pipeline, des soudures au gaz et à l'arc électrique, ainsi que des raccords filetés de couplage, ont été utilisés pour relier les bouts.

En 1929, l’oléoduc Baku-Batumi est complètement soudé au gaz. Le soudage à l’arc électrique n’a commencé à être largement utilisé qu’en 1933-1935. lors de la construction de l'oléoduc Guryev-Orsk. Les méthodes mécanisées de soudage des joints annulaires des canalisations principales ont commencé à être appliquées en 1945-1953. lors de la construction de pipelines Saratov-Moscou, Dashava-Kiev-Bryansk-Moscou et Stavropol-Moscou.

À la suite de recherches menées par le PEC eux. E. O. Paton, il était possible pour la première fois dans la pratique mondiale d'utiliser le soudage à l'arc sous flux mécanisé dans la construction d'un pipeline principal. Pendant la construction de gazoducs au cours de cette période, des installations de soudage par compression de gaz achetées aux États-Unis ont été utilisées.

En 1952, pour la première fois dans le monde, le soudage bout à bout par étincelage en continu avec des unités mobiles équipées de transformateurs de soudage par contour développés par le PEC leur a été utilisé pour la construction d'un pipeline de 377 mm de diamètre. E. O. Paton avec la participation de VNIIST et KF SCV "Gazstroy-machine".

E. O. Paton a été à l'origine de l'application dans la construction de pipelines pour le soudage à l'arc sous flux et le soudage bout à bout par des unités mobiles.

La maîtrise des méthodes de soudage mécanisé relève de l'ingénieur en chef du Welding and Assembly Trust, puis de A. S. Falkevich, fondateur et chef du laboratoire de soudage de l'Institut de recherche de l'Union pour la construction de canalisations principales (VNIIST).
Les travaux effectués par VNIIST, SCR Gazstroymashina, l'Institut de soudure électrique E. O. Paton et des organisations de soudage et d'installation ont permis en 1959 d'utiliser des électrodes de soudage au dioxyde de carbone et en cellulose à protection rapide, de type gaz, de type TCC. Dans l'onglet. 19.1 présente des données sur différents types de soudage lors de la construction de conduites principales pendant différentes périodes (%).


Jusqu'en 1971, un réseau de grands oléoducs et gazoducs d'une longueur totale d'environ 100 000 km était construit en URSS. Les diamètres des canalisations construites ne dépassaient pas 1020 mm. En raison de l'éloignement des principaux champs des centres industriels, la longueur des différents pipelines principaux atteignait 3 000 à 4 000 km. (uniques, par exemple, les oléoducs Druzhba et Ust-Balyk-Omsk, les oléoducs Central Asia et Igrim-Serov). Le diamètre des tuyaux augmente continuellement. Si, jusqu'en 1952, on utilisait des tuyaux d'un diamètre maximal de 530 mm, on a ensuite soudé de grands pipelines, principalement à partir de tuyaux de 720, 820 et 1020 mm de diamètre.
Au cours des 7 à 8 dernières années, en raison de la découverte de grands gisements de gaz en Sibérie occidentale et dans le nord de la partie européenne de l'URSS, la construction de pipelines s'est largement déplacée vers les régions du nord du pays. À l’heure actuelle, les pipelines en URSS sont construits dans diverses conditions climatiques et géologiques. Dans les régions désertiques d’Asie centrale, la température en été atteint + 60 ° C et, dans les régions de Yakoutie ou de Norilsk, les soudures sont effectuées en hiver.

à des températures allant jusqu'à —50 ° C, ce qui, compte tenu des différentes compositions de tubes en acier, nécessite l'utilisation de matériaux de soudage spéciaux dans chaque cas particulier, une technologie et une organisation spécifiques des travaux de soudage.
Simultanément au développement de la construction de pipelines en URSS, de grandes usines et des ateliers spécialisés pour la production de tubes soudés de gros diamètre pour les conduites de gaz et de pétrole ont été mis en place. Le diamètre maximal des tuyaux haute pression fabriqués dans les installations domestiques est de 1 420 mm. La technologie des tubes de soudure dans les usines développées par l'institut de l'électricité. E. O. Paton.
Après 1971, d'importants changements sont intervenus dans la construction de pipelines principaux en URSS, dont l'essentiel est brièvement le suivant.
Les diamètres des pipelines les plus puissants construits dans le Grand Nord, le Sud, dans des conditions montagneuses, ont augmenté de 1220-1420 mm tout en augmentant la pression de gaz dans ceux-ci de 55 à 75 atm. Actuellement, pour les conduites principales utilisées dans
principalement des tuyaux de diamètre 530, 720, 1020, 1220 et 1420 mm avec des épaisseurs de paroi de 7,5 à 26,0 mm.
Compositions compliquées de tuyaux en acier. Équivalent carbone

dans certains cas, augmenté à 0,5.
En relation avec l'augmentation de la résistance temporelle inférieure (calculée) des tuyaux à 539-588 MPa et de la limite d'élasticité de 412-441 MPa et la nécessité de garantir la ténacité aux températures négatives, des tubes micro-alliés avec du vanadium, du niobium, du titane et de l'azote ont commencé à être utilisés. Le tableau présente les caractéristiques des aciers de tuyauterie les plus couramment utilisés en URSS pour la construction de pipelines principaux. 19.2.
La qualité des conduites produites doit répondre à des exigences sans cesse croissantes. Il était nécessaire d'améliorer la résistance et les propriétés visqueuses des tuyaux métalliques grâce à un alliage et à un traitement thermique spécial, d'améliorer la précision des extrémités des tuyaux et de maîtriser la production de nouveaux tuyaux de grand diamètre, y compris ceux à paroi multicouche à pression accrue pour les conduites principales de grande puissance.. Ces conduites doivent être résistantes à la corrosion sous contrainte. L'ammoniac et certains types d'huile peuvent être corrosifs.

Ces changements ont sérieusement affecté les indicateurs techniques et économiques de la technologie des travaux de soudage et d'assemblage lors de la construction de pipelines.

Augmentation significative du volume et de la complexité du soudage; il était nécessaire de rééquiper rapidement les entreprises de soudage et d'assemblage de nouveaux équipements puissants pour le soudage, le traitement thermique et le contrôle. La technologie du soudage et du contrôle avec l'introduction d'opérations telles que joints chauffés, traitement thermique des joints, soudage interne des joints, radiographie panoramique d'unités automotrices pour le contrôle des joints, contrôle par ultrasons des joints, etc., s'est considérablement compliquée.
En liaison avec ce qui a été déclaré en 1974, des mesures spéciales ont été prises pour améliorer le niveau technique de la construction des oléoducs principaux et des gazoducs, garantissant ainsi une plus grande fiabilité de leur exploitation. Il était prévu d'améliorer les propriétés des tuyaux, de créer de nouvelles technologies et d'améliorer la technologie existante en matière de soudage des pipelines de différentes manières, de créer de nouveaux matériaux de soudage et de nouveaux moyens de contrôle de la soudure.
Actuellement, diverses méthodes de soudage sont utilisées dans la construction de pipelines, tout en prenant en compte le soudage de tubes dans les usines de tuyauterie, le soudage automatique à l'arc submergé représentant environ 90% du volume total de soudage. Le soudage manuel est utilisé presque exclusivement sur le terrain pour connecter les tuyaux les uns aux autres.
Nuance d'acier 118

Caractéristiques des aciers pour tuyaux

Pour accélérer la construction et augmenter la fiabilité du pipeline, minimisez la quantité de soudure sur le terrain en augmentant la longueur des tuyaux fournis par les installations de soudage. Si les conduites avaient une longueur de 6 m il y a 10 ou 12 ans, elles sont actuellement alimentées en tuyaux de grands diamètres et principalement de 12 m.La fabrication de tuyaux d'une longueur encore supérieure est en cours. Par exemple, l’un des tronçons du gazoduc Central Asia-Center a été construit selon un ordre pilote utilisant des conduites d’un diamètre de 1020 mm et d’une longueur de 24 mètres, fabriquées par l’usine de tubes de Novomoskovsky. Les calculs montrent que l’augmentation de la longueur des conduites réduira considérablement le nombre de travailleurs qualifiés dans la construction de conduites et réduira les coûts d’équipement d’assemblage et de soudage.
Pour augmenter le niveau de mécanisation de la soudure sur le terrain, la productivité du travail et la qualité des soudures circonférentielles ces dernières années, la branche de Kiev de SCB Gaztroymashina et VNIIST ont développé des installations spéciales de soudage de tuyaux, qui soudent automatiquement et individuellement des tubes et sections individuels dans des conditions semi-stationnaires. Ces sections sont livrées à la voie, où elles sont soudées dans un fil continu. Sur le terrain, environ la moitié de tous les joints des canalisations principales sont soudés sous flux.

Le soudage automatique sur les bases de soudage de tuyaux sera également utilisé à l'avenir, jusqu'à ce que l'industrie de la tuyauterie commence à produire des tuyaux de 24 m de long, livrés à la voie par rail.

Les bases modernes semi-stationnaires sont conçues pour desservir les gazoducs en construction, en règle générale, lorsque des tuyaux sont livrés à une distance de 15 à 100 km. Contrairement à la pratique des États-Unis et de l'Europe occidentale, qui consiste à souder des tronçons de 24 m de long à partir de deux tuyaux, les tronçons de 36 m de long à partir de trois tuyaux sont le plus souvent soudés à de telles bases. Dans la plupart des cas, il n’est pas difficile de transporter de telles sections, en particulier dans les régions désertiques de l’Asie septentrionale et centrale. Dans le même temps, l'utilisation de longues sections vous permet de réduire la quantité de travail sur les routes difficiles.

Pour le soudage de tubes d’un diamètre jusqu’à 1020 mm sur les bases de soudage, les installations de type PPA-600 avec rotateurs terminaux et les machines automatiques PT-56 légères fonctionnant avec un fil de 2 mm sont le plus souvent utilisées. Ces unités ont une source d'alimentation de 600 A à partir d'un moteur diesel. Ces dernières années, pour les nouveaux tubes lourds d'un diamètre égal ou supérieur à 1020 mm, de nouveaux types plus avancés de machines de soudage de tubes pour le soudage à l'arc sous flux en poudre ont été créés. Ils permettent de mécaniser non seulement le soudage mais également les opérations d'assemblage. Une telle installation (du type PAH-1001; Fig. 19.1), contrairement à l'installation du PAU-600, comporte un rotateur à rouleaux, qui exclut la rotation non uniforme des sections lourdes. Le soudage est effectué à deux fourches, le soudage interne des joints, le balayage panoramique avec contrôle automoteur des joints, le contrôle par ultrasons des joints, etc. En relation avec ce qui a été déclaré en 1974, des mesures spéciales ont été prises pour améliorer le niveau technique de la construction des canalisations principales et des canalisations de gaz. la fiabilité de leur fonctionnement.

Il était prévu d'améliorer les propriétés des tuyaux, de créer de nouvelles technologies et d'améliorer la technologie existante en matière de soudage des pipelines de différentes manières, de créer de nouveaux matériaux de soudage et de nouveaux moyens de contrôle de la soudure.

Actuellement, diverses méthodes de soudage sont utilisées dans la construction de pipelines, tout en prenant en compte le soudage de tubes dans les usines de tuyauterie, le soudage automatique à l'arc submergé représentant environ 90% du volume total de soudage. Le soudage manuel est utilisé presque exclusivement sur le terrain pour connecter les tuyaux les uns aux autres.
Pour accélérer la construction et augmenter la fiabilité du pipeline, minimisez la quantité de soudure sur le terrain en augmentant la longueur des tuyaux fournis par les installations de soudage. Si les conduites avaient une longueur de 6 m il y a 10 ou 12 ans, elles sont actuellement alimentées en tuyaux de grands diamètres et principalement de 12 m.La fabrication de tuyaux d'une longueur encore supérieure est en cours. Par exemple, l’un des tronçons du gazoduc Central Asia-Center a été construit selon un ordre pilote utilisant des conduites d’un diamètre de 1020 mm et d’une longueur de 24 mètres, fabriquées par l’usine de tubes de Novomoskovsky. Les calculs montrent que l’augmentation de la longueur des conduites réduira considérablement le nombre de travailleurs qualifiés dans la construction de conduites et réduira les coûts d’équipement d’assemblage et de soudage.

Pour augmenter le niveau de mécanisation de la soudure sur le terrain, augmenter la productivité du travail et améliorer la qualité des soudures circonférentielles ces dernières années, la succursale de Kiev du TCC «Installations de production de gaz pour le soudage automatique à l'arc sous flux parallèle sur deux faces» avec une modification préliminaire de la géométrie des arêtes [3].


L'introduction généralisée de la soudure automatique à l'arc sous flux submergé double face dans la production augmente considérablement le niveau de mécanisation complexe. Pour résoudre ce problème en ce qui concerne le tournage des joints, en particulier, il était nécessaire de déterminer la forme et la taille optimales de la préparation des extrémités de tuyau avec un ternissement accru et de créer des machines spéciales pour les traiter directement sur les pistes. Machines produit en série l'usine de Gomel Minstokkoprom.
La prochaine étape dans la mécanisation de la section de soudage est l’utilisation du soudage bout à bout par scintillement continu. La soudure en bout continu a déjà été maîtrisée pour les tubes jusqu'à 530 mm de diamètre dans les installations semi-fixes telles que TKUS, qui fabriquent des tronçons de tubes. Pour assurer la qualité requise des joints, un régulateur a été utilisé, qui calcule et maintient les paramètres optimaux du régime pendant le processus de soudage des tuyaux.
A l'initiative de VNIIST, PEC eux. E. O. Paton et KF SCV Gazstroymashina de l’usine d’ingénierie lourde Elektrostal ont mis au point et testé une puissante installation de soudage bout à bout par fusion en continu de sections à trois tubes de 720-1020 mm.
Actuellement, le soudage manuel à l'aide de puissants centreurs hydrauliques pour l'assemblage de la structure «Gasstroymashina» (Fig. 19.2) reste la méthode principale pour souder des joints non pivotants lorsque la section se raccorde au pipeline. Les performances du soudage manuel des joints de plafond des conduites avec l’utilisation de centreurs internes dépendent de l’organisation des travaux d’assemblage et de soudage.
Lors du soudage de canalisations principales, la méthode la plus souvent utilisée est la méthode de soudage en ligne disséquée de sections individuelles, dans laquelle la canalisation devient un convoyeur fixe le long duquel les collecteurs et les soudeurs, effectuant la même opération, se déplacent à une vitesse donnée. Par exemple, des soudeurs dans la tête de brigade à chaque joint assemblé soudent une certaine partie de la soudure de racine, et des soudeurs se déplaçant après le lien en plomb soudent certaines parties des couches de remplissage de la soudure.

Fig. 19.1. Installation PAU 1001 pour le soudage de tronçons à trois tubes d'un diamètre de 1020-1420 mm

Fig. 19.2. Centreur interne hydraulique type CV

La productivité de la soudure manuelle de pipelines de grand diamètre peut être augmentée en réduisant la quantité de métal d'apport. Pour ce faire, la nature de la préparation des bords de conduite avec une épaisseur de paroi de 16 mm ou plus a été modifiée, tandis que la rainure en forme de V traditionnelle avec un angle d'ouverture de 70 ° a été remplacée par une rainure profilée (comme un verre à liqueur). Une telle coupe sur des tuyaux d'un diamètre de 1420 mm réduit la consommation de métal d'apport d'environ 20%. Pour améliorer encore la qualité et augmenter la productivité du soudage non récurrent, en particulier des tubes de grand diamètre, il est nécessaire d’utiliser un système d’automates fonctionnant dans un environnement de gaz protecteur utilisant une méthode de dissection du flux, comme le soudage manuel.

19.4 Nettoyage de la première couche du joint de la conduite avec un diamètre de 1420 mm.

Soudure automatique

Les ingénieurs ont longtemps pensé à l’automatisation du soudage, qui permettrait d’accélérer de nombreux travaux en production. L'une des options inventées est le soudage automatique à l'arc submergé. Cette méthode a été introduite dans l'industrie en 1939 grâce aux développements de l'académicien Paton E.O. et son équipe à l'Institute of Electric. Comment s'effectue le soudage à l'arc sous flux? Quels sont ses avantages? Quel équipement est utilisé pour le soudage automatique?

L'essence du processus et des options

Le soudage automatique sous une couche de flux, appelé dans le système international SAW, est basé sur la combustion d'un arc électrique, fondant des arêtes métalliques. Pour ce faire, un fil est introduit dans la zone de soudage (GOST 16130-72 ou avec d'autres compositions), entre la pointe de laquelle et le produit un arc est excité. En parallèle, le tracteur à souder fournit une poudre spéciale à la zone de jonction - le flux qui recouvre la partie en fusion de la soudure, la protégeant des effets des gaz externes. De plus, une couche de fondant contribue à une meilleure fusion des éléments d'alliage dans la structure du joint et réduit les projections de métal.

L’extrémité fondue du fil est maintenue par la tête de la machine à souder à une certaine distance du produit. La machine à souder peut encore fonctionner lorsqu'elle est utilisée pour souder des tuyaux en rotation sur des rouleaux entraînés par une boîte à engrenages. Ou bien la tête de l'appareil peut se déplacer le long d'une trajectoire prédéterminée, du fait de la présence d'un motif correspondant à la forme de l'articulation. L'installateur ajuste uniquement les modes de soudage et lance le processus. La technologie de soudage automatique sous flux nécessite un contrôle humain sur le travail et l'ajustement des modes, ainsi qu'une évaluation périodique de la qualité du résultat. Les modèles, appelés tracteurs à souder, se déplacent indépendamment sur leur propre châssis, le long de la ligne de connexion. Tous les composants majeurs d’une telle machine évoluent avec elle.

GOST 8713-79 distingue les types de travail suivants pouvant être effectués par un poste de soudage:

  • produits de soudure sur le poids, sans supports pour le dos de la couture;
  • sur une doublure en cuivre spéciale qui protège contre les fuites et l'afflux;
  • sur un oreiller de poudre;
  • sur le curseur en cuivre accompagnant le mouvement de la tête de l'appareil.

Dans certains cas, il est nécessaire d'imposer un joint de racine préliminaire le long duquel le tracteur à souder effectuera son travail. Dans d'autres technologies, il est nécessaire de produire des joints de soudure à l'arrière du produit.

Méthode de soudage

Le soudage à l'arc automatique est conforme aux paramètres de GOST 8713-79. En raison de la vitesse de travail élevée, il est utilisé avec succès pour appliquer des joints lisses en position longitudinale. Pour assurer le mouvement direct de la tête, la machine à souder est fournie avec des gabarits, le long desquels le fil électrode se déplace et l'arc brûle. Cette méthode relie rapidement les tôles épaisses en fer utilisées pour les structures industrielles. Mouvements possibles et frisés de la tête de l'appareil. Pour ce faire, définissez le modèle approprié.

Les tracteurs de soudage pour le soudage à l'arc submergé peuvent effectuer tous les joints, désignés GOST 11533-75. Ils sont bien adaptés aux joints bout à bout, chevauchement, coin et T. La couture s'avère égale et bien fondue, sans gaspillage de matériau de remplissage.

Là où il est nécessaire de poser le pipeline, le soudage automatique des joints annulaires est particulièrement utilisé. L’essence de la méthode réside dans la rotation du produit sous la tête fixe de la machine à souder. En raison de l'intensité accrue du courant, le travail est effectué plus rapidement qu'en mode manuel. Les coutures sont de grande qualité. Le soudage automatique des tuyaux peut être effectué sur une grande surface, reliant les sections en une ligne. La taille de ces flans atteint 25 mètres. Les grandes connexions sont réelles, mais cela dépend de la possibilité de transporter le tuyau sur le lieu d'installation. En outre, impliquer des tracteurs ou du matériel ferroviaire. À l'aide d'une grue, les tuyaux sont posés dans le coffre et le soudeur final est exécuté manuellement par le soudeur. Cela accélère considérablement le processus de pose des pipelines.

Les avantages de la méthode automatique

Le poste de soudage automatique présente de nombreux avantages par rapport aux autres types de soudage. À savoir:

  • performances élevées du travail en raison de la résistance accrue du courant et de la vitesse de la soudure, pouvant dépasser de 15 fois les performances des autres méthodes;
  • bonne qualité de la connexion en raison de la stabilité de l'alimentation en additif et de la vitesse constante du passage de toute la ligne;
  • pénétration profonde;
  • travailler avec des tuyaux de gros diamètres;
  • engager moins de soudeurs pour la même quantité de travail;
  • conditions de travail plus favorables pour le soudeur et moins de dommages pour la santé, en raison de la distance qui les sépare de la source de rayonnement et de fumée.

Les modes rapides de soudage automatique à l'arc sous flux sont également obtenus grâce à l'utilisation de poudre introduite dans la zone de combustion à l'arc à partir d'un bunker spécial au travers d'un tube. La quantité d'éruption cutanée dépend de la largeur de l'ouverture du volet. Extérieurement, le flux est similaire aux billes de lumière ronde, granulation fine. Épousseter la zone de soudage par flux présente les avantages suivants:

  • élimine les éclaboussures de métal du bain de soudure et de l'élément de remplissage;
  • donne de la stabilité à l'arc;
  • retarde le processus de refroidissement de la soudure, ce qui améliore ses propriétés physiques;
  • protège le bain de soudure de l'interaction du métal en fusion avec l'oxygène;
  • désoxyde les métaux et aide à fondre les éléments d'alliage avec une qualité supérieure.

Le tracteur à souder fait fondre une partie de la poudre dans un arc électrique à partir du fil, à la suite de quoi une petite croûte se forme à la surface du joint. L'autre partie de la poudre reste sous forme de granulés. Une fois la soudure terminée, il est nécessaire d’enlever la couche de scories au marteau et au pinceau. Le produit nettoyé est prêt pour la peinture ou le traitement avec des composés anticorrosion.

Variations de soudage automatiques

Une machine à souder automatique qui crée un arc en appliquant du courant à un fil et en protégeant le bain de soudure avec une couche de flux peut avoir plusieurs variantes. Il peut s'agir de machines à tête mobile, réalisant des lignes de couture plates ou à motifs. Pour les pipelines, utilisez des têtes fixes sous lesquelles le produit tourne sur des rouleaux. Les tracteurs eux-mêmes conduisent le produit, transportant la machine et en même temps soudant. Tous les modèles utilisent une électrode de fusion (fil GOST 16130-72). Par la suite, après l’introduction de ces méthodes dans l’industrie, d’autres dispositifs permettant d’automatiser les travaux de soudage ont été mis au point. Certains des principes de fonctionnement de ces installations sont similaires, tandis que d'autres diffèrent radicalement.

En argon

L'une de ces variantes est le soudage à l'arc sous argon automatique avec une électrode non consommable. Ce dernier est une tige de tungstène avec certains additifs. Un arc électrique est excité entre celui-ci et le produit, et la composition en argon du mélange gazeux alimenté par la buse de la tête de l'appareil empêche le carbone de s'échapper par la surface du joint. Pour cette raison, le lien est fort et même. Le soudage dans l'environnement de gaz de protection peut être effectué par une tête fixe de l'appareil sous laquelle le produit est tourné et par la partie mobile le long de la ligne de connexion. La méthode de l'arc sous argon est activement utilisée lors de travaux avec des tuyaux et des réservoirs en acier inoxydable.

Fil fourré

Une autre option est le soudage automatique du fil fourré. Le dispositif distribue l'électrode de fusion à la zone de soudage à travers les rouleaux. La tension à la fin du fil crée un arc. Mais pour protéger le métal en fusion, on n'utilise pas de poudre de la trémie ni de fondant situé dans le fil lui-même. Pour ce faire, celui-ci est de forme tubulaire et s'insère dans les bobines. Un tel matériau consommable est plus coûteux, mais facilite la préparation au processus de soudage. La machine à souder ne nécessite pas de chargement de flux dans la trémie. Le joint de soudure, comme dans le cas de la poudre en vrac, doit être nettoyé. Les appareils peuvent travailler en mouvement sur le produit lui-même ou à l'arrêt, avec le défilement des pièces à souder dessous.

Soudage plasma

Le soudage automatique au plasma a été développé pour le couplage rapide d'aciers alliés. Dans de tels dispositifs, un arc électrique brûle entre deux électrodes dans la tête du brûleur. De l'argon ou de l'hélium alimenté sous haute pression et tourbillonnant avec une vrille contribue à l'ionisation de la flamme de l'arc et à l'augmentation de sa température. Le soudage au plasma est monté sur des supports pouvant pivoter axialement. La distance entre le centre et la tête peut varier, ce qui rend cet équipement pratique pour les joints automatiques circulaires du fond des citernes. En fonction de l'épaisseur du métal et de la hauteur requise du joint, l'appareil peut être fourni avec un bloc supplémentaire pour alimenter le fil de remplissage.

Outre les unités susmentionnées, il existe des versions semi-automatiques dans lesquelles le soudeur doit diriger la tête de soudage ou diriger les mouvements du tracteur. Les soudures automatiques et semi-automatiques sont en demande non seulement dans les grandes entreprises, mais également dans les petites. Après tout, vous pouvez ainsi augmenter considérablement votre productivité et votre rentabilité. Certains artisans ont pu fabriquer un dispositif artisanal basé sur un semi-automatique, capable de se déplacer sur un chemin prédéterminé.

Modes et fonctionnalités

Le soudage automatique a lieu à des courants plus élevés. Cela garantit une vitesse et une efficacité élevées du processus. Les options recommandées sont les suivantes: