管道焊接工藝

上海佳豪船舶工程設計有限公司 董-摘要: 本文介紹了管道全位置下向焊操作工藝及技術要點,采用本工藝進行施工焊接可提高生產效率,降低焊接成本，焊接質量可*，接頭機械性能滿足要求，焊縫成形美觀，具有較廣闊的應用前景。 關鍵詞：管道；下向焊；焊接工藝 Vertical down position welding process and its foreground Abstract： This article introduced the welding operation procedure and main technology of vertical down position weld of pipe. Using this welding process can improve the welding efficiency and reduce the cost. The welding joint can be qualified in mechanical property and reduce the cost. The welding joint can be qualified in mechanical property and figuration. So it have a wide appliance foreground. 1 前 言 管道下向焊是從管道上頂部引弧，自上而下進行全位置焊接的操作技術，該方法焊接速度快，焊縫成形美觀，焊接質量好，可以節(jié)省焊接材料，降低工人的勞動強度，是普通手工電弧焊所不能比擬的，現已較廣泛應用于大口徑長輸管道的焊接，在電力建設中的全位置中低壓大徑薄壁管的焊接中具有一定的推廣價值。 2 焊接材料選用 下向焊通常要選擇適當的焊接電流、焊條角度和焊接速度，通過壓住電弧直拖向下或稍作擺動來完成焊接。普通焊條易出現下淌鐵水和淌渣問題，而采用管道下向焊專用焊條，嚴格執(zhí)行焊接規(guī)范，則可解決這些問題。 通常下向焊焊條可分為兩類：一類為纖維素型，如美國林肯公司的E7010-G、日本日鐵公司生產的E6010和E7010-G及國產的天津金橋牌E6010等，該類焊條工藝性能好，氣孔敏感性小，低溫韌性高，一般應用于輸油、輸水管道；另一類是低氫型焊條，如德國蒂林公司生產的E8018-G等，該類焊條焊后焊縫金屬韌性好，抗裂性好，廣泛應用于輸氣碳鋼管道焊接填充及蓋面焊中。 纖維素型焊條焊渣量少，電弧吹力大、挺度足，防止了焊渣及鐵水向下淌，而且電弧的穿透力大，特別適用于厚壁容器及鋼管的打底層焊接，可以免去鏟根等操作，從而提高工作效率，改善勞動條件，但由于其焊縫中氫含量較高，所以對于高壓管道的焊接國內目前一般采用纖維素焊條打底加低氫型焊條填充及蓋面的焊接工藝。 3 焊前準備 31 母材及規(guī)格 水平鋼管對接 母材牌號：20 規(guī)格： 133*10 mm 32 焊材 纖維素型：AWS E7010 3.2mm作根部填充層焊接; 低氫型: E8018-G 4.0mm 蓋層焊接 3.3 焊材的烘干 下向焊焊條使用前應按說明書要求進行烘干。一般纖維素型焊條烘干溫度為7080 ，保溫0.5h, 低氫型焊條烘干溫度為350 400 ,保溫12h。 34 焊接設備 選用直流焊機，如林肯INVERTIC-I-300 逆變焊機等。 35 坡口型式及對口尺寸 坡口型式一般為單V型，如圖1所示。 施焊前應將坡口兩側各30mm左右寬的表面上的油、漆垢、鐵銹等清理干凈，直至露出金屬光澤。 4 焊接過程 41 組對和定位焊 管子的正確組對與定位焊是保證下向焊焊接質量，使焊縫背面成形良好的重要因素。定位焊是正式焊縫的一部份，不但要求單面焊雙面成形，而且要保證焊接質量。定位焊的長度20mm，厚度為3mm左右，焊縫兩側應打磨成緩坡狀，以利于接頭。一般定位焊為兩處，大約在管子的4：00和8：00位置，如圖2所示。 42 焊接工藝規(guī)范和參數 421 纖維素焊條下向焊工藝參數 422 低氫型焊條下向焊工藝參數 43 焊條運條角度 下向焊時，焊條角度的正確運用十分重要。打底焊、填充和蓋面焊的焊條角度基本相同，只是電弧長度及運條形式有所不同。在下向焊中，焊縫的寬窄主要由電弧的長短及運條形式控制，起弧和收弧位置應注意錯開口。在管口各位置焊條運條角度大約如圖3所示。 44 打底焊操作要點 施焊時，從管子頂端12點時鐘位置往前1015mm處引弧。運條應采用短弧不擺動的運條法,將焊條燃燒深入坡口底部并輕壓坡口兩側，隨著電弧燃燒自然向焊接方向移動。焊接時必須注意力集中，在1點5點之間焊接時，電弧指向熔池的中心；在5點6點之間焊接時，應采用最短電弧，在電弧的推力作用下將熔化金屬托起，從而避免根部出現內凹現象。焊接過程中應始終注意觀察熔孔的大小，盡量使其保持基本一致。熔孔過大，說明焊接速度太慢，熔池溫度偏高，容易燒穿或形成焊瘤；熔孔過小容易造成未焊透等缺陷。每只焊條打底焊的焊縫長度一般為200250mm。 更換焊條時的熄弧接頭是保證焊道是否均勻的重要影響因素之一。較好的方法是在熄弧時減薄焊層厚度，并用砂輪機將熄弧處打磨成緩坡狀，為防止接頭處產生氣孔和夾渣，其弧點應選在接頭下方510 mm處，然后可拉長電弧進行預熱至接頭處壓短電弧，形成正常熔池。接頭時，焊條運動到弧坑邊緣根部時，要將電弧盡量往里壓，并在接頭處稍停一會，隨后進行正常的焊接。 根部焊縫完成后，應采用砂輪機進行除渣，并仔細檢查確保清渣徹底，避免夾渣的產生。 45 填充層的焊接方法 填充層的弧長一般應保持在34mm，既要有一定的間隙，又要保證根焊不能燒穿。施焊時手要穩(wěn)，擺幅均勻，速度較根焊時稍快，使熔池呈圓片狀。操作時應避免電弧壓得過低或焊條角度不當造成鐵水與熔渣分離不清，鐵水與熔渣倒流，容易造成夾渣和為焊透等缺陷。 填充焊時，水平焊處容易出現凹陷，而仰焊處鐵水容易凸出下墜，對此一定要“填起磨平”，即凹陷處用焊條填滿，下墜處則用砂輪機磨平。除立焊段填充層應與母材基本平齊外，其它填充層應比母材面低約1mm左右，這樣有利于蓋面層的焊接和成形/填充層每層之間均應用砂輪機進行徹底清渣，以避免產生夾渣。 46 蓋面層的焊接 蓋面層焊接時由于焊縫寬度較低寬，焊接時焊條后沿坡口兩側稍作橫向或反月牙形擺動運條向下焊接。由于為收尾焊道，不但要保證焊接質量，還要美觀，外形尺寸不超標，如兩側加寬為12mm，余高為13mm等等。 蓋面焊時接頭處產生表面氣孔是常見缺陷之一，較好的解決方法是在收弧容池前方10mm處引弧，然后拉長電弧到接頭處預熱12s，再壓低電弧做輕微形成熔池后再正常焊接。 蓋面焊仰焊處易出現下墜和咬邊現象，焊條運行到這個位置時應盡量垂直于管子平面，利用電弧吹力和電弧輪廓的覆蓋作用，并結合適當的焊接速度和運條方式將鐵水過渡上去，從而避免咬邊和下墜產生。 5 焊后檢驗 51 無損探傷 按以上工藝焊接了2個管件的焊縫，試件經X射線檢驗，質量等級均為I級。 以上的試驗結果全部達到勞動人事部蒸氣鍋路安全技術監(jiān)察規(guī)程規(guī)定的要求，從焊接試件、檢驗試樣、機械性能，確認試驗紀錄正確，評定結果合格。 6 結 論 61 在下向焊中，選擇適當的電弧長度，焊條運條角度、運條方式和焊接速度是保證焊接質量的關鍵因素，這與普通的手工電弧焊常規(guī)操作存在較大的差異，只有認真探索和總結經驗，并進行較嚴格的培訓，才能正確地掌握這一焊接方法。 62 下向焊中，接頭方法也很重要，接頭往往是產生焊接缺陷的部位，而用砂輪機將接頭處磨成緩坡狀，并在熔池前方10mm處引弧，可防止局部未熔合及夾渣、接頭不飽滿等缺陷的出現。 6.3 每一層焊完后，應用砂輪機進行認真的清渣。 64 下向焊的焊接溫度高，速度快，而且避免采用TIG焊打底，特別適合于野外施工，但也要有防風防雨等措施。 65 下向焊具有較廣泛的推廣應用前景，該方法教易掌握，