摘　要：汇总了10多个焊机品牌近90台聚乙烯焊机质量的检测结果，简述了目前国内燃气用聚乙烯管道热熔焊机质量水平及存在的质量问题，分析了产生焊机质量问题的原因，最后提出了提高焊机质量的相关措施。

关键词：聚乙烯　热熔焊机　质量现状

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

由于热熔焊接方法^[1-3]具有施工成本少、操作简单且焊接质量良好的特点，在燃气用聚乙烯(PE)管道中应用广泛。尽管近年来对埋地PE管道的无损检测技术开展了不少的研究^[4]，然而目前对埋地聚乙烯管道的在线检验技术仍不成熟。为了确保聚乙烯管道系统的质量控制和安全运行^[5，6]，有效控制PE管道施工质量^[7，8]最为有效的控制方式。热熔焊机是焊接燃气用PE管道的主要设备之一，尤其是热熔焊机控制系统^[9，10]的研究和开发，全自动热熔焊机技术水平得到较大发展。

随着全自动焊机使用的推广，施工过程中因人为因素产生的焊接质量问题得到有效的克服。因此，确保全自动焊机能正确且稳定地完成焊接工艺过程^[11]显得尤为重要。广州燃气集团有限公司为有效地保障焊接质量，加强对施工单位焊机性能和质量的监管和控制，委托我院对各施工单位的每台使用的焊机的质量进行第三方检验。在2011年底，根据国家法规和标准以及燃气公司实际要求，我院制定了相应的检验方案，至今共受理了l0多个品牌l20多台次焊机的性能检验。检测结果表明，存在不少广泛用于施工的焊机的质量低于国家标准^[12]要求，并且关键焊接参数缺乏有效控制。为保证焊机能正确且稳定完成焊接工艺过程，有必要了解围内焊机的质量现状，并如何促进焊机质量的提高。

本文通过对各品牌焊机的检验结果进行分析，探讨了热熔焊机质量现状以及影响焊机质量控制因素。

1　热熔焊机质量现状

目前常见的热熔焊机主要为液压控制型，其主要部件包括主机、加热板、铣刀、机架、夹具、油管和数据传输线等连接线^[12]。其中主机是控制液压系统与夹具位移的装置，对于全自动型，还监控焊接过程中各阶段的其他参数的运行；加热板是热熔焊接过程中给待焊管材端面提供热量并使之熔融的关键部件。因此，这两者的性能基本决定了热熔焊机的质量水平。

1．1　热熔焊机质量现状总况

图1是在送检的各品牌热熔焊机的各部件存在问题的比例分布情况。从图中可看出，目前热熔焊机，尤其是全自动型，存在的问题主要在于主机和加热板。这表明目前国内热熔焊机的关键部件存在问题的比例很大，也就是说，热熔焊机质量水平并非乐观。这可能与焊机品牌和焊机厂家的技术有关，送检的l3个焊机品牌中，国产品牌9个，进口品牌4个。随着国内外焊机技术的发展，某些国产品牌焊机的质量与进口品牌焊机相当，这些国产焊机的加热板温度控制水平一般高于同家标准要求^[12]，但是不少国产焊机和部分进口焊机的主机与加热板质量因没计和选材原因导致其质量低于同家标准又不完全符合热熔焊接工艺规范。闲此，应受到广大焊机厂家和燃气施工方以及相关管理部门的重视。

1．2　热熔焊机主机的质量现状

表2是检测结果中常见的热熔焊机主机的控制压力和温度性能中存在的问题。从表中可看出不少半自动型焊机的压力表精度等级明显低于同家标准^[12]要求，并且存在保压能力不足的问题。这表明焊机的控压系统元件的等级不符合要求且性能易发生劣化。对于全自型焊机，由于国家标准对全自动热熔焊机的压力控制精度和工作温度控制精度缺乏明确的规定，大部分焊机的压力和温度控制情况差异很大，且存在不少焊机的压力与温度控制偏差很大。

表3是目前全自动型热熔焊机焊口信息记录情况。从表中可看出，大部分焊机记录的焊口信息既存在信息不齐全的问题，义存在术语表述不符合同家安全技术规范^[13]的不足。常见缺省的内容包括焊接设备信息和焊接参数信息。然而，对于焊口质量管理来说，只有焊口信息完备且具有可追溯性才具有真正的意义。

1．3　热熔焊机加热板的质量现状

表4为常见的热熔焊机检测中加热板存在的问题。从表中可看出，一方面，部分焊机的加热板存在温度控制与尺寸不能满足国家标准要求的问题。另一方面，由于国家标准未规定全自动焊机的铣刀和加热板安置要求，有些焊机在焊接作业过程中可能出现加热板与铣刀空间过少，产生不可避免的安全隐患。

1．4　热熔焊机机架等部件的质量现状

表5为检测中常见的热熔焊机机架、夹具、铣刀和导向油缸等部件存在的问题。从表中可以看出，出现的问题主要与制造厂家的设计和使用材料有关。

2　原因分析与提高措施

近年来，国内外热熔焊机的自动化技术逐步成熟。目前国内使用的焊机品牌很多，不同品牌的价位不同，且质量水平与功能也存在差异。从设备外观和组成部件来看，各品牌焊机基本相同；但从技术和功能上看，不同品牌全自动热熔焊机是存在明显差异的。从以上分析来看，目前热熔焊机存在许多不可忽视的问题，其问题产生的原因和整改措施如下：

第一，与焊机标准要求和实施情况有关。尽管国家颁布了相应的热熔焊机标准，一方面，标准未规定全自动焊机的温度和压力及程序控制等方面的要求，因此有必要尽快修订和完善相关标准，以便规范和指导焊机的制造和技术水平的提高；另一方面，国家标准未得到有效的贯彻和实施，焊机既未经过型式检验，不少焊机厂家的出厂检验不完全符合标准要求，因此有必要进行强制性的型式检验和第三方定期性能检验，只有确保焊机满足检验要求才能从源头保证焊机质量水平。

第二，与焊机管理方式有关。目前各城市燃气工程施工用的PE焊机的质量管理主要采用使用方自检和燃气企业的年检管理方式，小部分为由第三方检验机构定期检验的方式。比较而言，后者的检验程序规范且检验标准统一，因而具有控制焊机质量和促进焊机技术提高的优势。为了确保焊机具备正确和稳定完成焊接工艺过程的性能，应采取依据统一的检验标准和完善的检验程序对焊机质量检验的管理方式。

第三，与相关焊接技术发展有关。焊机本身是一种完成焊接工艺过程的设备，其功能和技术水平与相关焊接技术的发展相关。因此，一方面，完善焊接作业过程程序，制定和修订相关的焊接作业规范，进一步规范焊接作业人员的作业程序，这有利于焊机的正常工作；另一方面，开展焊接理论和焊接方法的探索与研究，通过改善焊接工艺程序，可以使焊机满足更大范围的管道元件焊接。

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本文作者：吴文栋　李茂东　林金梅　涂欣　笪箐

作者单位：广州市特种承压设备检测研究院