二氧化碳氣體保護焊在管道中的作用

1、二氧化碳氣體保護焊在供水管道中的作用摘要 通過實驗，對比分析埋弧焊和二氧化碳氣體保護焊這兩種焊接技術(shù)的技術(shù)指標和經(jīng)濟指標；提出二氧化碳氣體保護焊焊接技術(shù)在供水管道施工中應(yīng)用的可能性和建議。關(guān)鍵詞 埋弧焊 二氧化碳氣體保護焊 焊接速度 X光探傷檢測1 概述 供水鋼管焊接技術(shù)多年來一直沿用埋弧焊焊接技術(shù)，而且在長期的工程建設(shè)中證明了焊接質(zhì)量能夠滿足需求。然而越來越多的管道搶修、甚至在工程建設(shè)中在保證質(zhì)量的前提下還需要速度，而埋弧焊的焊接速度慢一直是工程建設(shè)中的一大問題。二氧化碳氣體保護焊是一種先進的焊接方法，在當前被認為是一種高效率、低成本、節(jié)省能源的焊接方法。二氧化碳氣體保護電弧焊的工作原理是通

2、過電極（焊絲或鎢極）與母材間產(chǎn)生電弧，熔化焊絲及母材，形成焊縫金屬。電極、電弧和焊接熔池是靠焊槍噴嘴捧出的保護二氧化碳氣體來保護，以防止大氣的侵入，從而獲得完好接頭。但是二氧化碳氣體保護焊這一焊接技術(shù)的焊接質(zhì)量能否滿足供水鋼管焊接工程的質(zhì)量要求、從經(jīng)濟效益方面來考慮這種技術(shù)是否適宜在供水鋼管焊接工程中推廣，至今尚無定論。為此，我們對埋弧焊和二氧化碳氣體保護焊這兩種焊接技術(shù)進行了實驗性分析，從經(jīng)濟、技術(shù)上對比分析，來探究論證二氧化碳氣體保護焊在供水管道上應(yīng)用的可能性。2 實驗內(nèi)容及檢測方法我們的實驗分為廠內(nèi)實驗（指在廠內(nèi)能根據(jù)焊接操作的需要隨意滾動管子）和現(xiàn)場試驗（指在工程現(xiàn)場溝槽內(nèi)已被點焊住的

3、管子焊接）兩種情況。實驗研究的主要技術(shù)指標有：氣溫、風(fēng)速、輔料（包括焊條、焊絲、氣體耗用量等）耗用量及市場價格、焊接時間、焊工日平均工資等。檢測標準統(tǒng)一采用給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范（GB 50268-97）。具體分為：1、外觀檢查。2、X光探傷檢測。評定標準：3級片以上（含3級）為合格，3級片以下為不合格。3 實驗數(shù)據(jù)3.1 場內(nèi)數(shù)據(jù)表1、表2、表3分別描述了場內(nèi)實驗中不同口徑鋼管（DN300mm、DN600mm、DN1000mm）采用埋弧焊和二氧化碳保護焊兩種不同焊接方法的對比情況。表4為X光探傷檢測對比情況。 表1 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（DN300廠內(nèi)試驗）作業(yè)方法管

4、徑（mm）作業(yè)時間溫度（）氣候情況輔料損耗數(shù)量操作花費時間焊工日工資費用總計埋弧焊DN30014:0015晴風(fēng)速1級3.2焊條28根50分120元19.5元二氧化碳保護焊DN30015:3015晴風(fēng)速1級焊條1.7公斤，氣體0.25公斤20分150元27.67元表2 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（DN600廠內(nèi)試驗）作業(yè)方法管徑（mm）作業(yè)時間溫度（）氣候情況輔料損耗數(shù)量操作花費時間焊工日工資費用總計埋弧焊DN60018:3015晴風(fēng)速1級3.2焊條56根70分120元31.5元二氧化碳保護焊DN60016:3015晴風(fēng)速1級焊條2.4公斤，氣體0.55公斤20分150元41.75元表

5、3 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（DN1000廠內(nèi)試驗）作業(yè)方法管徑（mm）作業(yè)時間溫度（）氣候情況輔料損耗數(shù)量操作花費時間焊工日工資費用總計埋弧焊DN100018:3015晴風(fēng)速1級4.0焊條100根100分120元52.0元二氧化碳保護焊DN100016:3015晴風(fēng)速1級焊條3.75公斤，氣體1.00公斤50分150元61.65元注： 費用計算說明：3.2埋弧焊焊條： 0.25元/根，320根/箱；4.0埋弧焊焊條： 0.27元/根，320根/箱； 二氧化碳保護焊焊條：175元/箱，15kg/箱，二氧化碳氣體：45元/瓶。 費用總計為完成一道焊縫所需的費用。 焊縫外觀檢查和X 光

6、檢測詳見表4。表4 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（X光檢查情況，廠內(nèi)試驗）管道口徑埋弧焊（評定級別*張數(shù)/總拍片數(shù)/合格率）二氧化碳保護焊（評定級別*張數(shù)/總拍片數(shù)/合格率）DN300（2級*1張+3級*1張+4級*2張）/4張/50%（2級*2張+4級*2張）/4張/50%DN600（1級*5張+2級*3張）/8張/100%（1級*5張+2級*3張）/8張/100%DN1000（1級*5張+2級*5張+3級*1張）/12張/100%（1級*9張+2級*3張）/12張/100%注： X光檢測中，根據(jù)供水管道安裝的有關(guān)規(guī)定：13級為合格片，4級以下為不合格片。3.2 施工現(xiàn)場現(xiàn)場數(shù)據(jù)表5

7、、表6、表7分別描述了工程現(xiàn)場實驗中不同口徑鋼管（DN300mm、DN600mm、DN1200mm）采用埋弧焊和二氧化碳保護焊兩種不同焊接方法的對比情況。表8為X光探傷檢測對比情況。 表5 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（DN300現(xiàn)場試驗）作業(yè)方法管徑（mm）作業(yè)時間溫度（）氣候情況輔料損耗數(shù)量操作花費時間焊工日工資費用總計埋弧焊DN30010:0015晴風(fēng)速1級3.2焊條27根80分120元26.75元二氧化碳保護焊DN30010:0015晴風(fēng)速1級焊條2.0公斤，氣體0.3公斤50分150元39.64元表6 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（DN500現(xiàn)場試驗）作業(yè)方法管徑（m

8、m）作業(yè)時間溫度（）氣候情況輔料損耗數(shù)量操作花費時間焊工日工資費用總計埋弧焊DN50013:0015晴風(fēng)速1級4.0焊條35根130分120元32.5元二氧化碳保護焊DN50013:0015晴風(fēng)速1級焊條3.5公斤，氣體0.8公斤80分150元67.65元表7 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（DN1200現(xiàn)場試驗）作業(yè)方法管徑（mm）作業(yè)時間溫度（）氣候情況輔料損耗數(shù)量操作花費時間焊工日工資費用總計埋弧焊DN120010:0015晴風(fēng)速1級4.0焊條160根330分120元125.7元二氧化碳保護焊DN120010:0015晴風(fēng)速1級焊條7.5公斤，氣體2.0公斤250分150元168.

9、87元注： 費用總計為完成一道焊縫所需的費用。 焊縫外觀檢查和X 光檢測詳見表8。表8 埋弧焊和二氧化碳保護焊實驗數(shù)據(jù)對比表（X光檢查情況，現(xiàn)場試驗）管道口徑埋弧焊（評定*張數(shù)/總拍片數(shù)/合格率）二氧化碳保護焊（評定*張數(shù)/總拍片數(shù)/合格率）DN3004級*4張/4張/0%（1級*2張+3級*1張+4級*1張）/4張/75%DN500（1級*1張+2級*2張+4級*3張）/6張/50%（1級*1張+2級*1張+4級*4張）/6張/33%DN1200（1級*7張+2級*2張+3級*2張+4級*3張）/14張/79%（1級*6張+2級*6張+4級*2張）/14張/86%注： X光檢測中，根據(jù)供水管

10、道安裝的有關(guān)規(guī)定：13級為合格片，4級以下為不合格片。4 結(jié)果分析4.1 廠內(nèi)的實驗結(jié)果分析a、X光探測結(jié)果顯示，埋弧焊和二氧化碳保護焊在探傷結(jié)果中合格比例基本相等，在DN600mm以上的口徑中都達到了100%以上，也就是說，二氧化碳保護焊和埋弧焊如果完全按照操作規(guī)范作業(yè)，在質(zhì)量上都能滿足市場要求；b、二氧化碳保護焊比埋弧焊在操作的時間上有相當大的優(yōu)勢，根據(jù)我們得出的數(shù)據(jù)，二氧化碳保護焊比埋弧焊節(jié)約了一半以上的時間。4.2 施工現(xiàn)場實驗結(jié)果分析廠內(nèi)焊接完成的DN1000mm鋼管a、X光探測結(jié)果顯示，二氧化碳保護焊和埋弧焊的檢測合格率基本相等，對于小口徑管道，二氧化碳保護焊的合格率還要優(yōu)于埋弧焊

11、的合格率。b、從兩種方法的操作時間來看，二氧化碳保護焊仍舊占有一定的優(yōu)勢，但相比較廠內(nèi)試驗，節(jié)省的時間有所減少。引起這種情況的主要原因是二氧化碳保護焊對工作坑的要求比較高，而且對于管子的底部、死角，無法象在場內(nèi)試驗時根據(jù)需要來滾動管子，二氧化碳保護焊相對于埋弧焊操作不夠靈活，焊接困難，降低了焊接的速度，這也從一定程度上影響了焊接的質(zhì)量。c、從經(jīng)濟角度來看，由于二氧化碳保護焊焊絲價格大大超過了埋弧焊焊條的價格，根據(jù)統(tǒng)計的數(shù)字，一箱二氧化碳保護焊焊絲的價格要超過埋弧焊焊條的一倍，加上焊接不如埋弧焊方便、靈活直接造成焊絲等輔料試用數(shù)量的增加，由此引起的費用提升超過了因操作時間的減少而帶來的經(jīng)濟效益。

12、此外，這次用兩種焊接方法焊接的焊口，我們發(fā)現(xiàn)好幾道焊口質(zhì)量評定在3級片以下，其不合格的原分析如下：對于小于DN600mm口徑的管道，由于其口徑小，焊工操作時無法用雙面焊的技術(shù)，只能采用單面焊雙面成型的技術(shù)，操作難度加大，造成拍片結(jié)果不夠理想；DN1000mm口徑的管道，我們具體分析了不合格的原因，發(fā)現(xiàn)全部是因氣孔和夾渣引起，屬于焊工清跟不夠徹底或操作不當應(yīng)起的。所以，如果焊工在操作時如果能完全按照操作規(guī)程操作，這些問題能完全避免。5 結(jié)論和建議1、從廠內(nèi)和現(xiàn)場的試驗的各種數(shù)據(jù)來看，二氧化碳保護焊在焊接速度方面比普通焊接有明顯的改善，但由于二氧化碳保護焊的焊絲價格要遠遠超過普通焊條的價格，其總的

13、焊接成本已超過了普通埋弧焊的焊接成本，因此，這種焊接方法還不具備在管道實際施工中大面積推廣的意義。2、二氧化碳氣體保護焊在焊接速度方面體現(xiàn)出來的優(yōu)勢是非常明顯的。如果現(xiàn)場施工條件比較好，同時施工工期要求比較高的地方可以采用二氧化碳氣體保護焊。如在頂管施工時，由于焊接全部在工作井內(nèi)進行，井內(nèi)施工條件比較好，外界的氣候影響對它的影響較小，因此可以考慮采用這種施工方法；倒虹管、橋管施工時，一般管子都在管子預(yù)制好以后才下管，因此也可以考慮這種施工方法；對于土質(zhì)條件較好、工作坑挖掘方便的工程也可以考慮這種方法。由于二氧化碳保護焊能在較大程度上提高操作的速度，從而減少了整個作業(yè)環(huán)節(jié)的作業(yè)時間，由此能加快各種與焊接配套的機械的周轉(zhuǎn)率（如因焊接需要配備的挖土機、裝卸管子用的吊機、車輛等），減少因作業(yè)時差引起的機械臺班損失，這