用於深海應用的激光焊接管道

在法國的心髒地帶VenareyLes Laumes的生產工廠內，VallourecUmbilicals演示了如何使用激光焊接生產具有較高機械特性的管道，以減少壁厚。使用ROFIN公司提供的ROFIN DC 080型8千瓦CO2激光器和PWS管型材焊接係統，這家工廠每分鍾生產約10米長的激光焊接管道。

管道不僅為了美觀

Vallourec是世界領先的製造高品質金屬管道的生產商，產品主要被用在石油和天然氣行業。僅僅幾年時間，他們已經在石油行業開發出一個新的分支，即一個被稱為“海底臍帶”專門的應用領域，比如水底管道，也就是供給線、線纜或光纖等各類介質的通道。海底臍帶是水下裝置的一個重要組成部分，可以輸送流體、供給電力，或作為海上平台和它們控製站之間的信息傳輸通道。被部署在水深幾千米處，很明顯這些供應管道必須非常耐用，但是人們卻對其實際製成工藝知之甚少。2011年，該集團成立了子公司Vallourec Umbilicals，專門負責生產能夠穿行於臍帶內部的特殊管道。

由於它們必須滿足極高的要求，通過臍帶的管道通常是無縫生產的。其製造成本包括50％的材料成本和50％的生產成本。采用激光焊接技術，材料以及生產成本都得到了下降，同時技術性能也得到了提高。

選擇正確的焊接材料至關重要

第一個挑戰是正確選擇材料。這種被鋪設在海水中的管道材料必須具有極高的耐腐蝕性。防鏽雙相鋼，比如有著等份奧氏體和鐵素體的不鏽鋼，耐腐蝕性和強度都很高。其特殊的合金組合物（25％鉻，7％鎳，4-5％鉬和0.3％的氮氣），即所謂的超級雙相鋼，具有適應近海環境腐蝕介質的最佳特性。焊接加工中需要特別注意飛濺與氣孔的問題，以確保管道的焊接質量。

從卷料到成品

這些特殊不鏽鋼管的極高要求也反映在生產線的複雜性上。Vallourec Umbilicals的研發負責人Guy Durand詳細解說了每一個生產步驟，他們的研發團隊在這個項目裏付出了極大的精力。

在第一個生產步驟中，連續加工中的材料直接來自卷料，各個獨立的卷料由WIG焊接結合在一起。通過刮削工序的邊緣準備後，不鏽鋼帶料經過輥軋成型，到達激光焊接區域。為了達到所需的焊接質量，後續焊接加工時激光束需要被準確定位在焊縫中間。ROFIN激光焊接係統，包括一個8千瓦CO2激光器及PWS管型材焊接係統，還有一個用於檢測焊縫位置的傳感器，即所謂的焊接傳感器。得益於焊接傳感器，即使是焊縫位置和焊接位置之間出現很微小的偏差，都可以被檢測並校正，從而在任何時候都保持激光束的精確定位，由此實現最高水平的加工可靠性。