摘　要：匯總了10多個焊機(jī)品牌近90臺聚乙烯焊機(jī)質(zhì)量的檢測結(jié)果，簡述了目前國內(nèi)燃?xì)庥镁垡蚁┕艿罒崛酆笝C(jī)質(zhì)量水平及存在的質(zhì)量問題，分析了產(chǎn)生焊機(jī)質(zhì)量問題的原因，最后提出了提高焊機(jī)質(zhì)量的相關(guān)措施。

關(guān)鍵詞：聚乙烯　熱熔焊機(jī)　質(zhì)量現(xiàn)狀

Analysis of the Quality Status and Development of Fusion Welding Machines for Polyethylene Pipes

Abstract：The inspection resuhs of nearly 90 wehling machines of more than l0 brands were summarized．And the current quality level including quality problems of domestic welding machines for polyethylene pipes for gas were briefly deseribed．Then Ihe reasons were analyzed．Finally,there are some measurements for improving the wehting machine quality．

Keywords：Polyethylene  Fusion Welding Machine  Quality Status

由于熱熔焊接方法^[1-3]具有施工成本少、操作簡單且焊接質(zhì)量良好的特點，在燃?xì)庥镁垡蚁?span lang="EN-US">(PE)管道中應(yīng)用廣泛。盡管近年來對埋地PE管道的無損檢測技術(shù)開展了不少的研究^[4]，然而目前對埋地聚乙烯管道的在線檢驗技術(shù)仍不成熟。為了確保聚乙烯管道系統(tǒng)的質(zhì)量控制和安全運(yùn)行^[5，6]，有效控制PE管道施工質(zhì)量^[7，8]最為有效的控制方式。熱熔焊機(jī)是焊接燃?xì)庥?span lang="EN-US">PE管道的主要設(shè)備之一，尤其是熱熔焊機(jī)控制系統(tǒng)^[9，10]的研究和開發(fā)，全自動熱熔焊機(jī)技術(shù)水平得到較大發(fā)展。

隨著全自動焊機(jī)使用的推廣，施工過程中因人為因素產(chǎn)生的焊接質(zhì)量問題得到有效的克服。因此，確保全自動焊機(jī)能正確且穩(wěn)定地完成焊接工藝過程^[11]顯得尤為重要。廣州燃?xì)饧瘓F(tuán)有限公司為有效地保障焊接質(zhì)量，加強(qiáng)對施工單位焊機(jī)性能和質(zhì)量的監(jiān)管和控制，委托我院對各施工單位的每臺使用的焊機(jī)的質(zhì)量進(jìn)行第三方檢驗。在2011年底，根據(jù)國家法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)以及燃?xì)夤緦嶋H要求，我院制定了相應(yīng)的檢驗方案，至今共受理了l0多個品牌l20多臺次焊機(jī)的性能檢驗。檢測結(jié)果表明，存在不少廣泛用于施工的焊機(jī)的質(zhì)量低于國家標(biāo)準(zhǔn)^[12]要求，并且關(guān)鍵焊接參數(shù)缺乏有效控制。為保證焊機(jī)能正確且穩(wěn)定完成焊接工藝過程，有必要了解圍內(nèi)焊機(jī)的質(zhì)量現(xiàn)狀，并如何促進(jìn)焊機(jī)質(zhì)量的提高。

本文通過對各品牌焊機(jī)的檢驗結(jié)果進(jìn)行分析，探討了熱熔焊機(jī)質(zhì)量現(xiàn)狀以及影響焊機(jī)質(zhì)量控制因素。

1　熱熔焊機(jī)質(zhì)量現(xiàn)狀

目前常見的熱熔焊機(jī)主要為液壓控制型，其主要部件包括主機(jī)、加熱板、銑刀、機(jī)架、夾具、油管和數(shù)據(jù)傳輸線等連接線^[12]。其中主機(jī)是控制液壓系統(tǒng)與夾具位移的裝置，對于全自動型，還監(jiān)控焊接過程中各階段的其他參數(shù)的運(yùn)行；加熱板是熱熔焊接過程中給待焊管材端面提供熱量并使之熔融的關(guān)鍵部件。因此，這兩者的性能基本決定了熱熔焊機(jī)的質(zhì)量水平。

1．1　熱熔焊機(jī)質(zhì)量現(xiàn)狀總況

圖1是在送檢的各品牌熱熔焊機(jī)的各部件存在問題的比例分布情況。從圖中可看出，目前熱熔焊機(jī)，尤其是全自動型，存在的問題主要在于主機(jī)和加熱板。這表明目前國內(nèi)熱熔焊機(jī)的關(guān)鍵部件存在問題的比例很大，也就是說，熱熔焊機(jī)質(zhì)量水平并非樂觀。這可能與焊機(jī)品牌和焊機(jī)廠家的技術(shù)有關(guān)，送檢的l3個焊機(jī)品牌中，國產(chǎn)品牌9個，進(jìn)口品牌4個。隨著國內(nèi)外焊機(jī)技術(shù)的發(fā)展，某些國產(chǎn)品牌焊機(jī)的質(zhì)量與進(jìn)口品牌焊機(jī)相當(dāng)，這些國產(chǎn)焊機(jī)的加熱板溫度控制水平一般高于同家標(biāo)準(zhǔn)要求^[12]，但是不少國產(chǎn)焊機(jī)和部分進(jìn)口焊機(jī)的主機(jī)與加熱板質(zhì)量因沒計和選材原因?qū)е缕滟|(zhì)量低于同家標(biāo)準(zhǔn)又不完全符合熱熔焊接工藝規(guī)范。閑此，應(yīng)受到廣大焊機(jī)廠家和燃?xì)馐┕し揭约跋嚓P(guān)管理部門的重視。

1．2　熱熔焊機(jī)主機(jī)的質(zhì)量現(xiàn)狀

表2是檢測結(jié)果中常見的熱熔焊機(jī)主機(jī)的控制壓力和溫度性能中存在的問題。從表中可看出不少半自動型焊機(jī)的壓力表精度等級明顯低于同家標(biāo)準(zhǔn)^[12]要求，并且存在保壓能力不足的問題。這表明焊機(jī)的控壓系統(tǒng)元件的等級不符合要求且性能易發(fā)生劣化。對于全自型焊機(jī)，由于國家標(biāo)準(zhǔn)對全自動熱熔焊機(jī)的壓力控制精度和工作溫度控制精度缺乏明確的規(guī)定，大部分焊機(jī)的壓力和溫度控制情況差異很大，且存在不少焊機(jī)的壓力與溫度控制偏差很大。

表3是目前全自動型熱熔焊機(jī)焊口信息記錄情況。從表中可看出，大部分焊機(jī)記錄的焊口信息既存在信息不齊全的問題，義存在術(shù)語表述不符合同家安全技術(shù)規(guī)范^[13]的不足。常見缺省的內(nèi)容包括焊接設(shè)備信息和焊接參數(shù)信息。然而，對于焊口質(zhì)量管理來說，只有焊口信息完備且具有可追溯性才具有真正的意義。

1．3　熱熔焊機(jī)加熱板的質(zhì)量現(xiàn)狀

表4為常見的熱熔焊機(jī)檢測中加熱板存在的問題。從表中可看出，一方面，部分焊機(jī)的加熱板存在溫度控制與尺寸不能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)要求的問題。另一方面，由于國家標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定全自動焊機(jī)的銑刀和加熱板安置要求，有些焊機(jī)在焊接作業(yè)過程中可能出現(xiàn)加熱板與銑刀空間過少，產(chǎn)生不可避免的安全隱患。

1．4　熱熔焊機(jī)機(jī)架等部件的質(zhì)量現(xiàn)狀

表5為檢測中常見的熱熔焊機(jī)機(jī)架、夾具、銑刀和導(dǎo)向油缸等部件存在的問題。從表中可以看出，出現(xiàn)的問題主要與制造廠家的設(shè)計和使用材料有關(guān)。

2　原因分析與提高措施

近年來，國內(nèi)外熱熔焊機(jī)的自動化技術(shù)逐步成熟。目前國內(nèi)使用的焊機(jī)品牌很多，不同品牌的價位不同，且質(zhì)量水平與功能也存在差異。從設(shè)備外觀和組成部件來看，各品牌焊機(jī)基本相同；但從技術(shù)和功能上看，不同品牌全自動熱熔焊機(jī)是存在明顯差異的。從以上分析來看，目前熱熔焊機(jī)存在許多不可忽視的問題，其問題產(chǎn)生的原因和整改措施如下：

第一，與焊機(jī)標(biāo)準(zhǔn)要求和實施情況有關(guān)。盡管國家頒布了相應(yīng)的熱熔焊機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，一方面，標(biāo)準(zhǔn)未規(guī)定全自動焊機(jī)的溫度和壓力及程序控制等方面的要求，因此有必要盡快修訂和完善相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，以便規(guī)范和指導(dǎo)焊機(jī)的制造和技術(shù)水平的提高；另一方面，國家標(biāo)準(zhǔn)未得到有效的貫徹和實施，焊機(jī)既未經(jīng)過型式檢驗，不少焊機(jī)廠家的出廠檢驗不完全符合標(biāo)準(zhǔn)要求，因此有必要進(jìn)行強(qiáng)制性的型式檢驗和第三方定期性能檢驗，只有確保焊機(jī)滿足檢驗要求才能從源頭保證焊機(jī)質(zhì)量水平。

第二，與焊機(jī)管理方式有關(guān)。目前各城市燃?xì)夤こ淌┕び玫?span lang="EN-US">PE焊機(jī)的質(zhì)量管理主要采用使用方自檢和燃?xì)馄髽I(yè)的年檢管理方式，小部分為由第三方檢驗機(jī)構(gòu)定期檢驗的方式。比較而言，后者的檢驗程序規(guī)范且檢驗標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，因而具有控制焊機(jī)質(zhì)量和促進(jìn)焊機(jī)技術(shù)提高的優(yōu)勢。為了確保焊機(jī)具備正確和穩(wěn)定完成焊接工藝過程的性能，應(yīng)采取依據(jù)統(tǒng)一的檢驗標(biāo)準(zhǔn)和完善的檢驗程序?qū)笝C(jī)質(zhì)量檢驗的管理方式。

第三，與相關(guān)焊接技術(shù)發(fā)展有關(guān)。焊機(jī)本身是一種完成焊接工藝過程的設(shè)備，其功能和技術(shù)水平與相關(guān)焊接技術(shù)的發(fā)展相關(guān)。因此，一方面，完善焊接作業(yè)過程程序，制定和修訂相關(guān)的焊接作業(yè)規(guī)范，進(jìn)一步規(guī)范焊接作業(yè)人員的作業(yè)程序，這有利于焊機(jī)的正常工作；另一方面，開展焊接理論和焊接方法的探索與研究，通過改善焊接工藝程序，可以使焊機(jī)滿足更大范圍的管道元件焊接。

參考文獻(xiàn)

1林寶清，張偉，姚芳.聚乙烯壓力管道熱板焊接方法[J].塑料科技，2003；1：48-52

2趙紅．聚乙烯管道焊接技術(shù)和評價方法[J]中國塑料，2011：7：48-53

3王志．高密度聚乙烯(HDPE)管道熱熔焊技術(shù)[J]．科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì)，2010；28：190-193

4石秀山，何仁洋，任峰等．埋地聚乙烯管道安全檢驗關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用[J]．管道技術(shù)與設(shè)備，2011；1：23-25

5姜振世，孫東喜，徐彥豐．聚乙烯壓力管道的質(zhì)量控制[J]城市燃?xì)猓?span lang="EN-US">2005；5：19-21

6羅藝，姜穩(wěn)莊．聚乙烯燃?xì)夤艿澜涌诘馁|(zhì)量控制[J]．城市燃?xì)猓?span lang="EN-US">2004；11：3-6

7姬斌，呂尚鋒，王健等．PE燃?xì)夤艿朗┕べ|(zhì)量管理[J]．煤氣與熱力，2009；10：86-89

8莫非，徐仁寶，武偉．提高聚乙烯(PE)燃?xì)夤芫W(wǎng)施工焊接質(zhì)量的建議[J]．上海煤氣，2006；3：23-24

9劉可峰．熱熔對接焊控制系統(tǒng)的研制[D]．西安：西安理工大學(xué)，2010

10陳博．全自動塑料管材熱熔焊接機(jī)嵌入式控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D]．廣州：廣東工業(yè)大學(xué)，2007

11陽代軍，霍立興，張玉風(fēng)．聚乙烯管道熱熔對接焊工藝參數(shù)對焊接接頭性能的影響[J]．焊管，2004；1：17-20

12GBIT 20674.1-2006．塑料管材和管件聚乙烯系統(tǒng)熔接設(shè)備第l部分熱熔連接[S]

13TSG D2002-2006．燃?xì)庥镁垡蚁┕艿篮附蛹夹g(shù)規(guī)則[S]

本文作者：吳文棟　李茂東　林金梅　涂欣　笪箐

作者單位：廣州市特種承壓設(shè)備檢測研究院