&&& 自1911年输气管道的钢管连接开始采用乙炔焊工艺，开创了应用于管线施工的先河以来，现场管道焊接技术随着科学技术和材料科学的进步，为满足管道输送的发展需求，迈开了不断创新的步伐。
　　1928年首先用电弧焊代替了乙炔焊，上世纪60年代出现了下向焊技术，成为管线现场焊接的主流技术。上世纪70年代开发了自保护下向焊技术，随后出现了机械化焊接技术和闪光对焊技术，使管线现场焊接技术逐步得到了专业化的发展。
　　我国70年代后期开始引进国外管道焊接技术，首先引进纤维素焊条下向焊技术，然后是90年代中期引进的药芯焊丝自保护焊技术，该技术在中国得到全面推广应用，适应了国内管道近10年来建设速度大发展的需求。
　　目前我国正积极引进和研制管线现场施工的全自动化焊接技术。本文以历史的视角，综述了管线现场施工的特点和对焊接的技术需求，重点评价了目前现场主要采用的各种焊接技术的优缺点和适应范围。
　　一、几个重要的管线焊接专业名词解释
　　1、管道、管子与管线
　　管道：一般为各种管线，管路和管子的通称。
　　管子：指预制厂生产出来已经防腐过或未经防腐的，用于现场焊接的可运输的最小成品管段，一般为12米长（一般不超过12米长）。
　　管线：指最终埋设于地下用于输送流体介质的距离较长的管道。
　　2、长输管线，集输管线与工艺管道
　　长输管线：也称为干线管道，通常指从采集矿区集输站到大用户接受站之间的介质输送干线。特点是管径大，一般大于300mm以上，距离长，沿途有动力加压站，管道承受一定的输送压力，管道沿地表面埋地铺设。
　　集输管线：指在采集矿区内部用于收集原始油气的管道，或在用户区场内已经降压后进行初次分输的水平埋设的地下管道。特点是管径均匀，距离中等，一般无中途动力加压站，在较低的管输压力下工作。
　　工艺管道：只在泵站内，或炼油厂内，或码头上，或其他用户设备上用于工艺运行的输送管道或管路。其特点是一般在地上架设，管路短，方向多，弯头多，管径差别大，管材材质多，管径一般较小。
　　3、现场焊接，现场预制焊接与管子焊接
　　管线的现场焊接：也称野外焊接，是专指在管线施工现场进行的管线与管子相连接的管口环缝的焊接。其焊接特点是处于野外环境条件下，全位置管焊接，流水作业完成，施工场地连续移动。
　　现场预制焊接：也称双管联焊，或三管联焊。是指在管线沿线设置的临时预制厂内，将两根管子或三根管子焊接成一根管段的焊接。它的焊接特点是管子可以旋转焊接，非野外作业，多采用埋弧焊等可实现机械化焊接。预制的管段长度决定于去往现场的运输条件和现场的安装条件。
　　管子焊接：也称制管焊接，是管厂生产成品裸管时进行的管子纵缝的焊接。大管径管子的生产一般根据制管焊接采用的工艺可分为，ERW管（电阻焊管），螺旋焊管，和直缝焊管。
　　4、根焊、热焊、填充焊、盖面焊
　　根焊：也称打底焊，是指在现场焊接中管口第一道承担连接的焊缝，只有一道，特点是要求单面焊双面成型（有的机械化内根焊除外）。
　　热焊：在使用纤维素焊条根焊完成后，要求立即进行的具有后热和去氢作用的焊道。特点是与根焊的时间间隔短，焊接速度快，即根焊后立即进行，焊接时也必须速度快，基本不起填充的作用。
　　填充焊：主要的作用是焊口的金属填充，在不影响焊口力学性能的条件下，要求尽快的填充效率和速度。
　　盖面焊：指焊口最表面的一层焊层，要求成型美观，均匀一致，无表面外观缺陷，余高高度控制在0。5到3mm之间，且越低越好，与母材圆滑过渡。余高与母材过渡不好不但会造成应力集中，且会影响防腐补口的密封。
　　5、焊口、焊层、焊道与连头（也称死口、金口）
　　现场焊接的管线上的环焊缝口称之为焊口，也称为管口。
　　焊层指焊口某一层的焊缝，焊层中可有多道焊缝。
　　焊道指一层焊层中的某一道焊缝，也可单独成为一个焊层。
　　连头指位置已经固定，需要现场切割，打磨坡口，组对，并焊接的焊口，通常在为和已经完成的管段进行连接处。死口焊接只能采用外对口方式，组对精度受限制，受环境温度影响，焊接的焊工要一人焊接所有的焊层。因此是在条件受限制和困难的条件下，进行的焊接，其焊接质量不易保证。应尽量减少死口。
　　6、焊接位置、全位置焊接与5G和6G
　　焊接位置：一般指焊道所处的立体位置，通常根据焊工操作焊接时的位置分为平焊、立焊、横焊和仰焊四个位置。
　　全位置焊接：指焊接位置要180度角度连续变化。通常固定管管子环缝的焊接为全位置焊接。
　　5G位置是指管线中心线与地面水平线倾斜角度小于22。5度的管线铺设；6G位置是指管线中心线与地平线夹角为22。5度到67。5度的位置。获得5G位置资格的焊工可以焊接管线中心线与地面水平线倾斜角度小于22。5度的管线环缝，获得6G位置资格的焊工则可以焊接任意管线中心线与地平线夹角的管线的环缝焊口。
　　7、上向焊与下向焊
　　上向焊和下向焊是根据焊接时焊接方向区分的，大方向为从下往上称为上向焊，反之为下向焊。由于焊接熔池内为液态铁水，有向下流的重力属性，所以一般为了能托住熔池，都采取上向焊，因此上向焊也被称为传统焊。
　　下向焊要求熔池有粘度较大，快速凝固的铁水特性。特点是焊接速度快，焊层薄。特别适合于管线现场焊接的要求。在现场焊接时被普遍采用，但焊接材料为专门设计的下向焊材料。
　　目前纤维素焊条，专用低氢焊条，药芯焊丝自保护焊，STT，气保护实芯焊丝，RMD等工艺都有为下向焊工艺专门设计的。
　　只有全位置焊和立焊分上向焊和下向焊，也有称为上坡焊和下坡焊的。
　　8、手工焊、半自动焊、全自动焊
　　焊接的时候主要由两个方向的运动组成，一个是焊接方向的移动，一个是填充材料的移动。这两个动作全部为手动的，称之为手工焊。其中任何一个由机械取代的，称为半自动焊，全部由机械取代的，称之为全自动焊。
　　9、管线钢
　　由于管线的特殊施工环境，特别为管线制造了焊接性良好的管线钢，它们的特点是高强度，高韧性，低碳，低合金，和用轧制工艺（使晶粒细化）提高强度。
　　现在管线钢都采用API 5L 制管标准（API Spec 5L，ISO 3183，GB/T 9711），按照英制的强度等级分为X系列钢管，如X60、X65、X70、X80等。
　　10、焊接工艺评定、和焊工资格认定
　　长输管线的现场焊接属于压力管道的焊接，焊接前一般都要进行焊接工艺评定以确保焊口的力学性能能够满足设计和使用的要求。
　　焊接工艺评定的目的是确认承包管线现场施工的队伍能否按照设计的或工程自提的焊接工艺正常焊接出符合设计和标准规范使用要求的焊口。
　　焊工资格认定是确认上管线施工的焊工是否能用评定合格的焊接工艺和材料焊接出合格的焊口或焊道。
　　由于管线现场焊接流水作业的特点，大多数的焊工资格可以分项进行认定，但返修焊工和连头焊工资格应进行特别认定。
二、长输管线现场焊接的施工特点和对焊接工艺的要求
　　1、长输管线的现场焊接分类
　　按照焊口特点分为
　　A 现场管管环缝对接
　　B 连头焊接
　　C 修补与返修焊口的焊接
　　D 现场预制厂管口焊接
　　2、长输管线现场焊接的施工特点
　　A、移动的施工现场
　　管线现场焊接的重要特点是焊接场地随施工进度不断的改变，导致焊接设备、辅助器材都要随着施工的进度而同步移动。施工现场必须要自备移动发电设备，并跟随整个施工队伍前进。施工便道一般为临时建设。因此施工现场只能提供简易的焊接环境，而且每一道焊口环境条件都可能会不完全一样，对焊工技术水平要求较高的适应能力。
　　B、野外露天作业
　　大部分管线的现场焊接作业区由于移动的特点，多采取露天作业，阳光照射，风尘影响，作业环境狭窄，休息条件差，大风雨雪天气不能施工等，有时要在水塘，隧道，山坡，沟底等环境条件下焊接，要求焊工身体和精神、焊接设备及材料都要有一定的耐受环境的能力。
　　C、焊接可实行流水作业
　　在管线现场施工焊接时，为了尽量避免连头，所以每一节新管要求尽量顺序连接在已完成管线上，造成焊接施工只能在一个焊口完成后，才能连接下一个新管。这样焊接的施工面只能布置在一个管口上。为了扩大施工面，由点变成线，以便同时容纳更多的焊接人员同时施工，所以将管口的每层焊道分别由不同的焊工顺序完成，这样焊接工人可以同时布置在施工线上。
　　当采用流水作业工艺后，决定管线的施工进度要素就变成管口根焊的完成时间上，而不是决定取决于整个焊口的完成时间。大大加快了现场的施工进度。
　　把这样一个焊口的焊层分别由不同的焊工顺序完成的工艺称之为焊接流水作业工艺。
　　D、一个焊口多人完成
　　管线现场焊接的特色是一个焊口是由多名焊工顺序完成的，因此每个焊口的焊层分别给予命名，如根焊、热焊、填充焊和盖面焊。这个特点决定了管线现场焊接最独特的地方，即每层焊道可以选择不同的焊材及规格、焊接设备及焊接工艺。
　　对大管径的焊口，可以安排多人同时在一个管口上焊接，甚至可以专门按照不同位置段进行焊接。因此可以将不同技术水平的焊工组织在一条流水线上。同时焊口的质量也决定于多名焊工的协作配合。因此对现场的焊接施工组织水平要求较高。
　　E、根焊速度决定整个施工速度
　　根焊速度是指完成整个焊口必要根焊段的时间。新管子与管线焊接前，要首先进行对口和焊接前的准备工序，如预热。根据不同的对口器具，其对口的速度是不同的。但不管使用外对口器或内对口器，相对于完成根焊的速度来说都是很快的。因此焊多少根焊部分，可以撤出对口器去连接下一根新管，就决定了施工队伍的理想施工进度。对理想的情况来说，要求最小的必要根焊时间。
　　由于根焊焊道除了完成对新管子的定位连接功能外，最重要的是在支撑对口器撤出后，和后续增强焊道填充之前这段时间内，要完成对管线和新连接管子的连接强度支撑。
　　理想情况下，相同的焊接速度下，越小的必要根焊段就会占用越小的根焊时间，从而可以进行越快的施工速度。
　　F、返修的成本很高，焊接工艺方法必须保证现场焊接的合格率
　　一般情况下，由于焊口无损检测都在滞后一段时间进行，焊口是否合格往往要滞后至少一天才知道。而施工设备等都会随着施工进度沿管线前进，因此不合格的焊口修补和返修要准备专门的设备和高技能水平的焊工来单独进行。同时返修的工艺要求也比正常的施工工艺要求高。速度也会很慢，成本很高。甚至是正常焊口焊接的成本的几十倍之多。
　　正是这个原因，选择的焊接工艺和采取的焊接管理必须保证一般水平的焊工队伍在现场条件下能完成很高的焊口合格率，目前石油管道局施工队伍的焊口合格率在95%以上。按照12米一根管子长度，平均每公里的管线长度只允许不多于4个焊口返修。
　　目前由于采用快速探伤法，尤其是全自动化焊接采用阵列超声波探伤技术，可以快速得知焊接质量的结果，加上大管径管道可以采用根焊内部人工修补的方法，已经大大减低了返修的时间和成本。
　　G、单向顺序施工和全位置焊接
　　由于大部分管线现场焊接施工采取流水线焊接工艺，因此一个施工队伍只是沿单向顺序施工，由于管线的不可旋转性，焊接都是全位置焊接。
　　但是管线的特点又决定了在一定的施工段内，管径相对较大，壁厚相对较薄，管材、管径和管壁的厚度是一样的。管线位置也基本上是水平的，即5G的位置较多。这样就决定了可以使用较少的焊接工艺，较少的焊接材料种类和规格。对焊工的技术要求也相对单一。
　　3、管线施工现场对焊接工艺方法的要求
　　管口现场焊接是管线施工最重要的和最主要的施工量之一，焊接效率决定了焊接速度，也就决定了施工速度，焊接合格率决定了进度和费用。
　　由于管线施工的野外特点，机具多，后勤支持困难，自己发电，电压不稳，每天的施工成本很高，因此对施工设备首先要求必须在不断移动的状态下，保持良好的性能稳定性，和环境适应性，故障率要低和耐久性要好。其次才是对设备价格的考虑。
　　因此管线野外施工队管口的现场焊接工艺方法的总要求是：
　　填充效率大，焊接速度快，焊口一次合格率高，适应性强，辅助要求少。
　　这几条也是评价采用的焊接工艺方法是否先进的指标。
　　具体的要求可以细化如下：
　　A 焊接设备便于携带和运输，设备调节简单，设备可靠性高，适用性强且耐用。设备集成化程度高。对设备重量和价格不敏感。
　　B 焊接填充效率要高
　　C 焊接操作技术简单易学，容易控制
　　D 焊接速度快
　　E 焊接的成功率高
　　F 焊口满足管线设计的力学性能要求
　　G 易于进行无损检验
　　H 不宜受环境因素的影响
　　J 焊接材料简单，便于携带。易于使用
三、目前管线现场焊接的焊接工艺方法
　　目前长输管线现场焊接主要采用高效率的焊接工艺方法，以石油管道局为例，在上世纪80年代推广采用了纤维素焊条的下向焊工艺，适应了当时管道管材采用X60以下级别，管径在323mm到800mm之间的的管线现场焊接的要求，90年代推广采用了自保护药芯焊丝半自动焊工艺，适应了管材级别以X65和X70，管径达到了1016mm，壁厚达到30mm的管线的现场焊接。自2003年起，从西气东输一线的西段开始推广采用气体保护实芯焊丝自动焊工艺，适应于管线材质采用X80级以上的高强度管线。目前管线的现场焊接施工水平已达到国外先进水平。
　　由于管线现场焊接是流水作业，而根焊速度又决定了管线的整体施工速度，因此分别为根焊及其他焊道发展了不同的焊接技术，根据管线实际情况和施工队伍的实际焊接和管理水平，将他们分别组合在一起，就形成了不同的管线的现场焊接工艺。
　　目前可以用的焊接方法如下：
　　1、根焊道焊接方法
　　A 纤维素焊条下向焊
　　B 低氢焊条上向焊或纤维素焊条上向焊
　　C 氩弧填丝上向焊
　　D 表面张力过渡（STT）焊接
　　E 实芯焊丝气体保护焊
　　F 铁粉芯焊丝气体保护焊（RMD）
　　G 带铜衬垫的气体保护焊
　　H 熔化极气保护内焊机内焊
　　2、其它焊道焊接方法
　　A 纤维素焊条下向焊
　　B 低氢焊条上向焊
　　C 低氢焊条下向焊
　　D 自保护药芯焊丝下向半自动焊
　　E 气保护药芯焊丝上向半自动焊
　　F 实心焊丝气体保护下向自动焊
　　G 药芯焊丝气体保护上向自动焊
　　3、管线的其它现场焊接方法
　　A 闪光对焊
　　是前苏联时期苏联焊接西伯利亚输气走廊时采用的主要现场焊接工艺方法，特点是用专门设计的大口径管道闪光对焊设备，全机械化自动化焊接，对口准备简单，速度快，质量好，但需要的施工设备太庞大，不适合在人烟稠密地区施展。
　　B 气焊
　　是最早使用的管道焊接方法，由于速度慢，效率低，已经被淘汰。
　　C 激光MIG混合焊
　　是目前正在被研发的下一代管道现场焊接的替代技术和工艺，它的特点是采用激光焊接和熔化极气体保护焊同熔池混合焊接，可以一次熔透30mm以下的壁厚，通过熔孔法，经过沿管壁周长旋转一圈，可以一次完成管口的焊接。施工速度和质量产生质的飞跃。但目前仍在研制开发中。
　　四、各种常用管线焊接工艺方法的技术特点和适用性
　　1、纤维素焊条下向焊技术
　　纤维素焊条下向焊焊接技术在上世纪70年代末由石油部组织从国外引进，由于当时培训后的管口合格率只能达到70%左右，大部分油建公司放弃该技术，只有承担长输管道建设的石油部管道局坚持推广应用，成为长输管线现场焊接的主要技术，是推动管线现场焊接技术发展的第一个里程碑。
　　纤维素焊条是指在焊条药皮成分主要由纤维素组成，在焊接时会产生大量的气体和烟尘，所以国外也把这种管道焊接技术俗称为烟囱焊接法。
　　管道专用纤维素焊条具有可下向焊接的特性，对根焊来说纤维素焊条主要通过熔孔法，即电弧通过熔孔在管内燃烧，被穿透的熔孔随电弧向下移动，液态金属沿熔孔的上沿连续凝固形成双面成型的焊缝。
　　纤维素下向焊条按照美国焊接学会标准牌号，分为E6010，E7010，E8010，E9010等，其中E指焊条的意思，60\70\80\90指焊缝金属的抗拉强度，为千磅每平方英寸KLb/inch2，与兆帕的折算系数为6。895。简单的折算方法，减去20即为公制的公斤数。如70为50KG级。后面的两位数10指焊条药皮为纤维素型。按照我国的型号，分别为E4310（H425）、E5010（H505）、E5510（H555）。 但一般不常用国内的牌号法。
　　为管道焊接生产的纤维素下向焊条只有3个直径，3。2mm，4。0mm和4。8mm（5。0mm）。
　　由于根焊要求全位置单面焊双面成型，又要求快速和韧性高，一般根焊焊条只有E6010和E7010两个级别，常用直径只有3。2和4。0mm两个规格，随管材，管径、壁厚及根焊焊工的技术水平不同而进行不同的选配。4。8mm和5。0mm直径的焊条就很难控制成型，一般不选为根焊焊条。E8010以上的焊条一般难于单面焊双面成型，且韧性不好，在现场根焊单独承力时宜产生整体的断裂，又根焊道占整个焊缝的体积比例较小，不影响整个焊缝的整体强度，因此即使管材的强度很高，E8010以上的焊条也不被选用为根焊焊条。
　　有的牌子的纤维素根焊焊条，即可以下向焊，也可以上向焊，便于返修时，对口间隙较大，采用上向焊的方法保证根部成型。
　　纤维素焊条根焊要求的对口间隙相对较小，1。0mm至2mm之间，使要求的填充量较小，加上下向焊焊层较薄，根焊时每根焊条的形成焊缝的长度为60-120mm之间。而同直径的低氢上向焊要求对口间隙至少为2。5-3。2mm，焊道厚，每根焊条形成的焊缝长度只有30-40mm之间。因此纤维素下向焊是低氢上向焊速度的2到3倍。这也是纤维素下向焊条用于管线野外焊接的主要原因。
　　但是，用纤维素焊条焊接根焊，由于纤维素主要是碳氢化合物，焊后焊缝的扩散氢含量水平很高，达到30-40ml/100g，这将会导致根焊道的氢致裂纹，尤其是焊接过去靠碳和合金元素增强的管材。但氢原子在温度为120度以上的条件下，会快速扩散到焊缝外，因此在采用纤维素焊条焊接根焊时，一般要求预热和热焊来保障给氢原子一定的扩散时间，防止氢原子的聚集，导致根焊氢致裂纹的产生。
　　由于目前管线钢都采用低碳低合金和轧制增强的技术，因此现场焊接导致氢致裂纹的条件越来越少，预热的程序和温度达到120度的条件是否需要就可根据工艺评定试验进行确定。
　　因为随着管道直径和壁厚的增加，预热均匀和保证其温度的方法在现场条件下很难达到，成为影响工程进度的主要矛盾。
　　对填充焊道来说，主要在坡口内焊接，相对成型容易，它承担工作时的强度，需要强度和管材匹配的焊材，如X60的管材，需要匹配E7010或E8010的焊条，要求快速填充是主要目的，因此在能够成型的条件下，常采用大电流，高焊速的焊接方法，因此焊条的规格尽量选择大规格的，如4。8mm和5mm直径的。
　　盖面焊道要求成型，尤其是纤维素焊条的吹力较大，在管口的底部，即4点到6点的位置上容易出缺陷，因此常要求降低电流，或采取特殊的焊接技术。
　　用纤维素焊条焊条下向焊技术焊接现场管口，常出现的焊接缺陷是，根焊道与热焊道之间的车辙印夹渣，咬边，和气孔。在正常情况下裂纹出现的几率很少。
　　按照API 1104 的验收标准，焊口的合格率可以达到92-95%之间。
　　由于采用纤维素焊条焊接，焊缝的含氢量较高，焊缝扩散氢含量在12-18ml/100g之间，，导致焊缝金属的力学性能降低，尤其是韧性的降低，对高强度管材的裂纹危险性增大，因此很少焊接超过X70以上的钢级管道。
　　对于小于300mm直径的管道环缝，纤维素下向焊的速度优势不明显。
　　对于厚壁管，由于纤维素焊条下向焊每层焊道只有2mm左右的填充厚度，在不强调薄层多道焊的情况下，壁厚大于14mm以上的管道，用低氢上向焊填充可能更快。且焊缝金属可以达到力学性能优良的低氢焊道，即扩散氢含量低于5ml/100g。
　　纤维素焊条只要密封完好，现场使用前不用高温烘干，大大适应了野外条件下的施工环境。由于其吹力大，其抗风性能优良，能抵抗8m/s 风速。
　　综合以上所述，对直径小于800mm，钢材等级小于X70，壁厚小于14mm的管线，用纤维素下向焊的方法进行现场焊接仍然是主流焊接工艺选择之一。在国内外都有教普遍的应用。
2、药芯焊丝自保护焊
　　药芯焊丝自保护焊接技术是美国林肯公司上世纪70年代开发出来，并首先应用于南美的试验管线焊接中，后因未解决根焊技术，烟尘大和有镉等重金属污染等问题，一直未能在国外的管线上推广使用。
　　90年代初期，石油管道局建设陕京输气管线一线时，设计要求采用全低氢焊缝。为替代解决纤维素焊条焊接后产生高氢焊缝的问题，从美国林肯公司首先引进的。但由于当时根焊焊道材料影响，致使整个焊口的力学性能试验失败，因此在陕京一线上未采用该技术。
　　该技术在随后的对焊缝氢含量要求稍低的库鄯输油管线上首先试用，并采用纤维素焊条根焊技术取代了不成熟的药芯焊丝根焊技术后，取得意想不到的成功，焊口合格率接近100%。后经突尼斯管线和苏丹管线的施工推广，迅速在国内外我国施工的管线上普遍采用。目前已成为国内主流施工队伍优先采用的管线现场焊接的主要焊接技术。
　　药芯焊丝自保护焊属于半自动管线焊接工艺，特别生产的管道专用的下向焊自保护药芯焊丝，和纤维素焊条下向焊技术及气保护实芯焊丝自动焊相比，具有连续送丝，焊接接头少，熔敷效率高，可使用较大电流，掌握技术简单，不需要现场很不方便采购的保护气体，运输方便，焊接速度快，对对口准备要求不高，焊口合格率可以达到99%以上，因此自引进后，立即得到了管线施工队伍的认可，成为主流管线焊接工艺。成为管线焊接从手工走向半自动焊的管线焊接技术发展的第二个里程碑。
　　自保护药芯焊丝的标准型号为AWS A5。29 E71T8-K6（或E71T8-Ni1）（林肯公司的牌号是NR-207，合伯特兄弟公司的牌号是81N1，天津金桥公司的牌号是JC 29）。它是通过钢皮卷成管状，内灌装药粉，经拉拔而成。该药粉在焊接时可以产生足够大量的气体以保护焊接熔池，并能够过渡所需的合金。成品为5盘焊丝封装在塑料桶内的焊丝盘，便于运输使用。目前上述公司生产了适合X80管钢级的药芯自保护焊丝，标准型号为E81T8-Ni2（如合伯特公司的Fabshield X80，林肯公司的SW88P，金桥公司的JC 30Ni1）。
　　能够生产管道专用自保护药芯焊丝的还有我国的金桥公司和奥地利的伯乐公司。
　　管道专用的自保护药芯焊丝的标准直径为2。0mm，合伯特兄弟公司目前还能生产1。6mm直径的专用焊丝用于小管径薄壁管的焊接。
　　根据上述标准型号可以知道，E71T8相当于焊条的E7010等级，E81T8相当于焊条的E8010等级。因此，根据等强度匹配原则，E71T8最多可用在X65（X70）管级以下的钢管，而E81T8匹配于X70（X80）级以下的钢管。
　　在实用中，由于管焊缝接头的整体强度比焊缝熔敷金属的强度要高，可采取相对的软匹配，加上自保护药芯焊丝的品种可供选择的余地太少，目前出现了从X42到X70钢级的钢管，不管管径大小，不管壁厚多少，都选用一种自保护药芯焊丝的极不合理的情况。但从另一个侧面也反映了该项技术的应用普及程度。
　　正常的匹配选择应该是E71T8的焊丝应用于X56-X65钢级的钢管，E81T8应用于X65-X70钢级的钢管。至于药芯焊丝自保护焊可否用于X80级及以上的钢管的焊接，需要慎重。
　　自保护药芯焊丝管线现场技术焊接的致命缺点是在整个环焊缝接头内，出现焊缝力学性能指标的不稳定性，而且性能数值可以差别很大，尤其是韧性值。到目前为止，仍不知其影响因素。
　　一般分析为药粉灌装的均匀性，材料的现场受潮因素，焊接参数的变化，焊接环境的不稳定性等都会影响其管口焊缝的力学性能指标。但上述因素却对采用熔化极气体保护焊和焊条下向焊和上向焊的管口焊缝力学指标影响不大。
　　除了焊缝力学性能不稳定以外，其缺点是在6点附近处（仰脸焊道）的焊缝成形技术非常难以掌握，常常形成凸高过大和咬边等严重表面缺陷。在焊接时不但要调小电流，而且要用比较特殊的手法，有的焊工采用灭弧逼近法以达到满意的外观成形，但却造成了焊接速度慢，线能量小，冷却速度快等现场焊接要尽量避免的情况出现。
　　对采用纤维素焊条下向焊方法焊接根焊，后面焊道配合药芯焊丝自保护焊的管口焊接工艺来说，为防止出现车辙印夹渣，通常要在热焊或第二道焊接前打磨焊道，造成易出现穿丝的缺陷。
　　用药芯焊丝自保护焊焊接的焊缝，其扩散氢含量为7-8ml/100g，其值处于纤维素焊条焊接与低氢焊条焊出的焊缝含氢量之间。
　　美国林肯公司为配合自保护药芯焊丝管道焊接技术，专门开发了LN-23P送丝机，并配合林肯DC-400的电源，成为管道焊接上最经典的自保护药芯焊丝焊接设备。国内在这方面开发比较早的是成都熊谷公司，其生产的熊谷管道专用焊机性能也逐步稳定，得到施工队伍的认可。国内其它公司也相继开发了可以进行管道焊接的设备，如山大奥太、唐山松下和北京时代。
　　药芯焊丝自保护焊可以使用达到280A的焊接电流，其每层焊缝的厚度也在2-3mm。焊接药芯焊丝自保护焊，技术掌握上相对简单，姿势正确的焊工，在可移动的范围内，可以一次从12点到6点完成连续焊缝，避免中间的接头，焊接速度可以达到230-280mm/min。其抗风能力也达到了8m/s。
　　3、实芯焊丝气体保护自动焊
　　实芯焊丝熔化极气体保护自动焊在国外称为全机械化焊接，比较著名的公司是美国的CRC公司开发的CRC系列焊机。我国的管道局和石油科研所都开发出了类似的外焊机。
　　为了解决根焊机械化焊接问题，CRC采用内焊机焊接，内焊头装在对口器上，可以6头或8头同时旋转焊接，快速完成根焊。为配合内焊机，专为此设计了特殊的坡口形状。所以不得不在现场使用坡口加工机进行坡口现场加工。采用内焊机方法，价格太高，使用费用也非常高，一般单位只能望而兴叹。
　　也有采用外焊机机械化焊接根焊的，如意大利的PWT根焊机等，采用熔化极气保护焊，在实际使用中其管口合格率都不太理想。
　　因此采用机械化外焊法解决焊接根焊的最简易和最经济的出路是采用铜衬垫或焊剂衬垫强迫成型焊接方法。但不幸的是，由于少数专家担心铜衬垫焊接渗铜造成焊缝裂纹而意外胎死腹中。实际上，试验结果表明，渗铜量微小，不致影响产生缺陷。但那时形成的偏见一直影响和阻挠了对该项实用技术的开发和应用，成为阻碍管线焊接推广走向机械化的重要障碍之一。
　　退而次之，采用半自动焊接方法外焊焊接根焊反而适应国内的实际情况，目前林肯公司推出的STT技术和美国米勒公司的推出的RMD技术，都顺利解决了熔化极气保护焊接根焊的问题。采用RMD技术可以达到更快的焊接速度和根焊的焊道厚度。因此得到了较广泛的应用。
　　填充焊道的焊接采用外焊机法。外焊机是将气体保护焊焊头用小车带动，小车沿固定在管道表面的轨道移动，焊头支架加上摆动器，可以摆动以达到要求的焊缝宽度。现在的自动化技术可以使焊接参数可以沿360度进行连续改变。
　　为了提高填充效率和速度，还开发了双丝单弧脉冲焊和双丝双弧焊的外焊机头。
　　气体保护焊的保护气体一般采用富氩混合气体，根焊焊丝采用0。9mm直径或1。0mm直径的焊丝，填充焊道采用1。2mm直径的焊丝。
　　采用保护气体焊接抗风能力很差，风速达到2 m/s 即不能焊接。因此在现场都要搭设可移动的防风棚。
　　在调好的状态下，自动焊的焊缝质量很高，焊缝整齐一致，力学性能指标也非常稳定均匀。但是由于探伤结果是推后至少一天才知道的，如果没调好，出现了缺陷，将所有的完成焊口都整齐一致的出现同一缺陷，对管线现场焊接来说是个灾难。
　　机械化焊接除了费用高以外，要求的辅助条件也非常高，据CRC测算，50公里平整开阔连续地段的大管径厚壁管线的机械化焊接才是采用它的盈亏平衡点。因此，根据我国的管线施工管理现状，除了西北地区外，其它地区都难有其施展用武之地的地方。
　　但是全自动化焊接是管线现场焊接技术发展的趋势，只有出现了新的可行技术，基本克服了上述现场机械化焊接的缺陷后，并得到了一般施工单位的普遍认可，应用它能够为施工单位产生综合经济效益，才能成为推进管线现场焊接技术前进的里程碑。
　　4、低氢焊条上向焊
　　低氢焊条上向焊是传统的管道环缝焊接工艺方法，它采用普通的低氢焊条H427或H507来打底、填充和盖面。
　　低氢焊条上向焊打底的特色是对口间隙大和采用小直径焊条，根焊道较厚，每根焊条焊接的长度短，因此完成根焊道的时间长。但对于小直径管来说，其速度慢的缺点不明显。因此在300mm以下的集输管线或工艺管道的现场焊接中常被采用。
　　采用低氢上向焊填充，由于填充的焊层较厚，每层可以达到3-5 mm，因此可用于壁厚较大和坡口较宽的焊口的填充选用，速度和下向焊焊条多层多道焊相差不大。但焊缝的力学性能却可以提高很多。
　　低氢焊条上向焊工艺现场焊接管线，由于焊接速度慢，一般不采用流水作业的方式，或只采取简单的流水作业，即最多分根焊、填充和盖面三道流水。
　　因此，采用这项工艺技术，作业面不可能拉很长，因此只用较少的焊工。这个特点适合于小型的施工公司，所用焊工人数少，施工工期较宽松的工程。
　　低氢焊条一般要求使用前进行高温烘干，并保温很长一段时间后，才能使用。使用过程中要保证焊条保存在保温150&C 的焊条保温桶内。这个条件一般在野外施工的工地上很难严格达到。因此会大大降低现场焊口的力学性能指标。
　　低氢焊条焊接对环境的湿度，管口表面的油锈杂质的清理和干燥的程度非常敏感，极易出现气孔缺陷。
　　日本神钢等国外一些公司，专门为管道焊接设计了专用焊条，LB系列。它可以不用烘干就直接焊接，并增加了引弧帽和改善了燃弧集中性能。在俄罗斯的超低温施工环境下，要求较高韧性的管道施工上得到了应用。
　　奥地利的伯乐公司和荷兰飞拉克公司都研制生产过管道专用的低氢下向焊焊条，但现场试用的效果是，技术掌握难度大，极易出现气孔缺陷，管口合格率低。因此在陕京一线试用后，再没有大规模的推广于长输管线的现场焊接。
　　低氢焊条焊接出的焊缝含氢量可以达到3-5ml/100g。
　　5、氩弧填丝焊
　　氩弧填丝焊由于焊缝质量高且非常纯净，被用于合金管道或对质量要求非常高（如食品级）的管道的焊接。
　　在实用中，氩弧填丝焊焊接根焊技术相对容易掌握，且焊缝质量好，也常被用于根焊的焊接。
　　但是氩弧填丝焊最致命的弱点是焊接速度慢，对管口清理准备要求高。抗风能力极差。
　　因此常见于要求较高的合金管道及管径较小的工艺管道的焊接。
　　五、结束语
　　1、根据以上论述，各种管线现场焊接技术各有特点和适用的场合，在选择和应用上要根据工程要求实际，施工队伍设备和技术水平的实际进行选择。最适合的就是最好的。
　　2、评价技术进步的标准是满足管线现场施工特点对焊接技术的总要求，即填充效率增大，焊接速度加快，焊口一次合格率提高，环境适应性增强，辅助措施要求减少。
　　3、纤维素焊条下向焊技术和药芯焊丝自保护半自动焊技术是目前长输管线现场焊接的最常用的技术，它们的引进和普及推广极大提升了管线现场施工进度和焊接质量的提高，因此对管线现场焊接技术发展来说，具有里程碑的意义。下一个技术进步的里程碑将是克服了目前主要缺点，能被推广和接受的全自动机械化管道现场焊接技术。
出处：http://www.weldinfo.cn/wz/lunwen/59.html
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