随着材料、生产工艺、生产设备的不断提升以及镍的应用领域不断扩大,镍管新的应用在各个领域不断被开发。直缝焊管由于具有生产效率高、能源消耗低、成形质量好以及产品精度高等优点,在许多领域已经完全替代了无缝管,其中镍直缝管是一种典型的多用途管。镍管在制碱行业、海水淡化、氯碱化工、海上石油开采和海滨电站等行业被广泛使用,具有很大的市场潜力和更加广阔的应用前景,镍直缝焊管成型工艺技术的开发正受到越来越多的关注。本文采用ZG80型镍直缝管生产线辊弯成形机组为研究对象,以镍直缝焊管辊弯成型工艺、等离子-TIG双枪焊接工艺及其过程控制为研究主线,采用现场试验和理论研究分析相结合的方法,分别从镍直缝管辊弯成型机组设备、成型过程工艺参数、镍直缝管镍带宽度理论分析计算、等离子-TIG双枪焊接工艺方法以及过程控制系统设计五方面进行系统研究。镍直缝管成型采用辊弯成形工艺(CUO成型法),一般是采用上、下平辊的压靠弯曲,进而对镍带进行横向实弯,用立辊进行辅助导向。镍带经修整后进入成型机组,成型机组主要包括:镍带入口导板、夹送辊、成型机弯边机架部分、焊接部分和定径切割部分、成品料架等构成。其中,最重要的组成是焊接设备,主要由PHM-500型等离子焊机、WSE-400TIG焊接、CA-01工业冷却水箱、TX-3等离子焊枪以及TIG焊枪等设备组成。成型机组主传动采用电机拖动,主要采用AC70系列(AC70-T3-011G/030P)矢量型变频调速器实现对成型机组速度的精确控制。镍直缝管焊接部分时序控制采用可编程控制器(PLC-CP1H-XA40DT-D)为控制核心,配备触摸屏MT6070i H3、CP1W-CIF11通信模块,结合PC技术、自动化组态软件技术对等离子-TIG双枪焊接系统实施优化、精确、全自动化控制。在搭建的等离子-TIG双枪焊接现场实验平台上分别进行了(37)48mm?3.5mm和(37)112mm?3.5mm两种规格的镍直缝管焊接生产试验。主要对等离子弧焊接电流IP、等离子气流量Q1、TIG焊接电流IT、保护气流量Q、焊接速度V、双枪距离S2等焊接工艺参数进行合理匹配。在获得良好焊缝表面成形的条件下,按照生产要求测试不同规格镍管的基本物理性能指标与焊缝组织,并且用等离子焊接和等离子-TIG双枪焊接工艺焊接同一规格的镍管进行对比。最后,经过试验结果分析表明,采用等离子-TIG双枪焊接,可以更加有效地提高焊接质量和效率。等离子弧焊具有穿孔效应,能实现单面焊双面成形;TIG焊的自由电弧有良好的覆盖能力,达到正面成形美观的效果,能够满足镍直缝焊管优质高效焊接的需求。