管道焊接工藝

1、上海佳豪船舶工程設(shè)計(jì)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(shù)要點(diǎn),采用本工藝進(jìn)行施工焊接可提高生產(chǎn)效率,降低焊接成本，焊接質(zhì)量可*，接頭機(jī)械性能滿足要求，焊縫成形美觀，具有較廣闊的應(yīng)用前景。 關(guān)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

2、 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

3、部引弧，自上而下進(jìn)行全位置焊接的操作技術(shù)，該方法焊接速度快，焊縫成形美觀，焊接質(zhì)量好，可以節(jié)省焊接材料，降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，是普通手工電弧焊所不能比擬的，現(xiàn)已較廣泛應(yīng)用于大口徑長(zhǎng)輸管道的焊接，在電力建設(shè)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(jià)值。 2 焊接材料選用 下向焊通常要選擇適當(dāng)?shù)暮附与娏?、焊條角度和焊接速度，通過(guò)壓住電弧直拖向下或稍作擺動(dòng)來(lái)完成焊接。普通焊條易出現(xiàn)下淌鐵水和淌渣問(wèn)題，而采用管道下向焊專用焊條，嚴(yán)格執(zhí)行焊接規(guī)范，則可解決這些問(wèn)題。 通常下向焊焊條可分為兩類：一類為纖維素型，如美國(guó)林肯公司的E7010-G、日本日鐵公司生產(chǎn)的E6010和E7010-G及國(guó)產(chǎn)的天津金

4、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(yīng)用于輸油、輸水管道；另一類是低氫型焊條，如德國(guó)蒂林公司生產(chǎn)的E8018-G等，該類焊條焊后焊縫金屬韌性好，抗裂性好，廣泛應(yīng)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(dòng)條件，但由于其焊縫中氫含量較高，所以對(duì)于高壓管道的焊接國(guó)內(nèi)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(zhǔn)備 31 母材及規(guī)格 水平鋼管對(duì)接 母材牌號(hào)：20 規(guī)格： 133*1

5、0 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(yīng)按說(shuō)明書(shū)要求進(jìn)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(shè)備 選用直流焊機(jī)，如林肯INVERTIC-I-300 逆變焊機(jī)等。 35 坡口型式及對(duì)口尺寸 坡口型式一般為單V型，如圖1所示。 施焊前應(yīng)將坡口兩側(cè)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(guò)程 41 組對(duì)和定位焊 管子的正確組對(duì)與定位焊是保證下向焊焊接

6、質(zhì)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(zhì)量。定位焊的長(zhǎng)度20mm，厚度為3mm左右，焊縫兩側(cè)應(yīng)打磨成緩坡?tīng)睿岳诮宇^。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(shù) 421 纖維素焊條下向焊工藝參數(shù) 422 低氫型焊條下向焊工藝參數(shù) 43 焊條運(yùn)條角度 下向焊時(shí)，焊條角度的正確運(yùn)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(zhǎng)度及運(yùn)條形式有所不同。在下向焊中，焊縫的寬窄主要由電弧的長(zhǎng)短及運(yùn)條形式控制，起弧和收弧位置應(yīng)注意錯(cuò)開(kāi)口。在管口各位置焊條運(yùn)條角度大約如圖3所示。 4

7、4 打底焊操作要點(diǎn) 施焊時(shí)，從管子頂端12點(diǎn)時(shí)鐘位置往前1015mm處引弧。運(yùn)條應(yīng)采用短弧不擺動(dòng)的運(yùn)條法,將焊條燃燒深入坡口底部并輕壓坡口兩側(cè)，隨著電弧燃燒自然向焊接方向移動(dòng)。焊接時(shí)必須注意力集中，在1點(diǎn)5點(diǎn)之間焊接時(shí)，電弧指向熔池的中心；在5點(diǎn)6點(diǎn)之間焊接時(shí)，應(yīng)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(xiàn)內(nèi)凹現(xiàn)象。焊接過(guò)程中應(yīng)始終注意觀察熔孔的大小，盡量使其保持基本一致。熔孔過(guò)大，說(shuō)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(guò)小容易造成未焊透等缺陷。每只焊條打底焊的焊縫長(zhǎng)度一般為200250mm。 更換焊條時(shí)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

8、的方法是在熄弧時(shí)減薄焊層厚度，并用砂輪機(jī)將熄弧處打磨成緩坡?tīng)?，為防止接頭處產(chǎn)生氣孔和夾渣，其弧點(diǎn)應(yīng)選在接頭下方510 mm處，然后可拉長(zhǎng)電弧進(jìn)行預(yù)熱至接頭處壓短電弧，形成正常熔池。接頭時(shí)，焊條運(yùn)動(dòng)到弧坑邊緣根部時(shí)，要將電弧盡量往里壓，并在接頭處稍停一會(huì)，隨后進(jìn)行正常的焊接。 根部焊縫完成后，應(yīng)采用砂輪機(jī)進(jìn)行除渣，并仔細(xì)檢查確保清渣徹底，避免夾渣的產(chǎn)生。 45 填充層的焊接方法 填充層的弧長(zhǎng)一般應(yīng)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(shí)手要穩(wěn)，擺幅均勻，速度較根焊時(shí)稍快，使熔池呈圓片狀。操作時(shí)應(yīng)避免電弧壓得過(guò)低或焊條角度不當(dāng)造成鐵水與熔渣分離不清，鐵水與熔渣倒流，容易造成夾

9、渣和為焊透等缺陷。 填充焊時(shí)，水平焊處容易出現(xiàn)凹陷，而仰焊處鐵水容易凸出下墜，對(duì)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(jī)磨平。除立焊段填充層應(yīng)與母材基本平齊外，其它填充層應(yīng)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(yīng)用砂輪機(jī)進(jìn)行徹底清渣，以避免產(chǎn)生夾渣。 46 蓋面層的焊接 蓋面層焊接時(shí)由于焊縫寬度較低寬，焊接時(shí)焊條后沿坡口兩側(cè)稍作橫向或反月牙形擺動(dòng)運(yùn)條向下焊接。由于為收尾焊道，不但要保證焊接質(zhì)量，還要美觀，外形尺寸不超標(biāo)，如兩側(cè)加寬為12mm，余高為13mm等等。 蓋面焊時(shí)接頭處產(chǎn)生表面氣孔是常見(jiàn)缺陷之一，較好的解決方法是在收弧容池前方10mm處

10、引弧，然后拉長(zhǎng)電弧到接頭處預(yù)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(xiàn)下墜和咬邊現(xiàn)象，焊條運(yùn)行到這個(gè)位置時(shí)應(yīng)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(jié)合適當(dāng)?shù)暮附铀俣群瓦\(yùn)條方式將鐵水過(guò)渡上去，從而避免咬邊和下墜產(chǎn)生。 5 焊后檢驗(yàn) 51 無(wú)損探傷 按以上工藝焊接了2個(gè)管件的焊縫，試件經(jīng)X射線檢驗(yàn)，質(zhì)量等級(jí)均為I級(jí)。 以上的試驗(yàn)結(jié)果全部達(dá)到勞動(dòng)人事部蒸氣鍋路安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定的要求，從焊接試件、檢驗(yàn)試樣、機(jī)械性能，確認(rèn)試驗(yàn)紀(jì)錄正確，評(píng)定結(jié)果合格。 6 結(jié) 論 61 在下向焊中，選擇適當(dāng)?shù)碾娀￠L(zhǎng)度，焊條運(yùn)條角度、運(yùn)條方式和焊接速度是保證焊接質(zhì)量的關(guān)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(rèn)真探索和總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并進(jìn)行較嚴(yán)格的培訓(xùn)，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(chǎn)生焊接缺陷的部位，而用砂輪機(jī)將接頭處磨成緩坡?tīng)睿⒃谌鄢厍胺?0mm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(xiàn)。 6.3 每一層焊完后，應(yīng)用砂輪機(jī)進(jìn)行認(rèn)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(fēng)防雨等措施。 65 下向焊具有較廣泛的推廣應(yīng)用前景，該方法教易掌握，