浅谈水平固定管的焊接工艺

浅谈水平固定管的焊接工艺

牛连山

中国石油天然气管道科学研究院有限公司河北廊坊065000

摘要：焊接方法及技术的不断进步，在实际生产焊接中，二氧化碳气体保护焊，氩弧焊，电渣焊，埋弧焊等一些焊接方法所占比例也越来越大，既提高了生产效率，同时也保证了产品质量，焊条电弧焊作为一种焊接方法，在产品的焊接中虽然所占比例减小，但是不可否认的是其焊接操作及设备的灵活性得到了肯定，尤其是在空间位置比较小的地方施工，更能体现出焊条电弧焊的优点，本人从事电焊多年，对于焊条电弧焊的实用性和灵活性感受颇深，尤其是在油田管道的施工过程中很是实用，下面根据本人的一些经验浅谈一下焊条电弧焊水平固定管的焊接。

关键词：焊接质量工艺

一、焊前准备工作：

1、由于施工中的管径不同，我们统一选用材质为20#钢、直径ø114×8mm的钢管作为焊接试件。对于一名电焊工来说，能否熟练掌握焊条电弧焊焊接水平固定管，也是评判电焊工技术水平好坏的一项标准。试件采用车床或气割加工出35°坡口，要求正负3°。

2、焊条采用E5015直径ø3.2mm焊条，焊前为保证焊道质量必须进行350°烘干，保温一小时。

3、试件组对前需要把坡口及坡口两侧20mm内的油、水、锈及杂质等用角向磨光机清理干净露出金属光泽，防止在焊接过程中出现气孔、夹渣等焊接缺陷。

4、试件的组对要求：

定位焊：在管件10点位置和2点钟位置进行定位焊，要求定位焊全部焊透，且长度小于10mm。

对接间隙：由于实际生产中所焊接的管材对接间隙不规则，或大或小，因此结合生产我们把组对间隙相对于标准间隙适当加大。始焊端也就是6点钟位置间隙为3.5mm，终焊端12点位置间隙为4.0mm，钝边小于1mm。

5焊接工艺参数：

打底焊：直径ø3.2电流100--110[A]电弧推力4

填充焊：直径ø3.2电流105--115[A]电弧推力1

盖面焊：直径ø3.2电流100--120[A]电弧推力1

二、焊接过程及要点：

1、打底焊：我们采用断弧的操作手法，因为相对于连弧焊所采用的电流较大，在每次引弧的间隔时间上，熔池的温度易于控制不宜出现夹渣，焊道过高等焊接缺陷。由于采用了相对大一些的电流，更加易于控制接头质量，保证了根部焊透，背面的焊缝高度不低于母材表面，打底层焊缝沿垂直中心线把管件分为两半周分别进行焊接，为保证6点位置和12点位置的接头质量，起弧位置须超过试件的中心线约10mm，收弧位置也是如此。

（1）、打底焊前半周的焊接：引弧，在超过6点位置10mm处坡口面上引弧至间隙内，使焊条在两钝边间做微小横向摆动，当钝边熔化铁水与焊条熔点连在一起时，焊条进一步压低，并做小幅横向摆动，摆动的幅度应不大于2倍的焊条直径，目的是为了预热局部焊道，从而保证第二次电弧的顺利引燃不粘条。当第一个熔池的大小达到2倍于焊条的直径时，迅速的向自己身体的方向拉断电弧，操作过程应迅速，焊条端部距离熔池不应过大，应控制在30--40mm，以利于第二次引弧，当从镜片中观察到熔池的颜色从亮红变为暗红色时，焊条迅速送进到熔池3分之2的位置引弧，当电弧燃烧稳定后尽量压向间隙根部，使电弧的3分之2在坡口背面燃烧，这样有利于防止因重力作用而导致的内凹。

（2）、第二次接弧，焊条在坡口根部燃烧约2--3秒钟，熔孔出现后为了防止焊道过厚，就可以拉断电弧，进行下一滴铁水的送进，要求引弧的位置要准确，每次引弧时焊条对准熔池前的2分之1处左右，使每滴铁水覆盖前一熔池一半左右，起弧灭弧动作要干净利落，不要拉长弧，灭弧和起弧时间要控制好，灭弧的频率主要根据熔池的温度来控制，仰焊和立焊位置，由于刚开始焊接试件温度低，在焊接时主要的问题是易粘条，不易引弧，所以在此位置焊接时使焊条燃烧的时间稍长些，以利于焊缝局部的温度迅速的上升。其灭弧的频率约为每分钟40次左右，立焊和平焊位置，由于经过了仰焊位置的焊接，使试件的温度升高，这样在接下来的焊接中使引燃电弧的稳定性得到了提高，更加有利于焊缝背面的成型，但同时由于温度的提高，灭弧的频率有所增加，约为每分钟50次左右。

重点：焊接过程中，要控制好熔池和熔孔的形状，大小基本保持一致，灭弧的频率要控制好，仰焊和下爬坡位置焊接时，应压低电弧，作小幅的横向摆动，为了保证背部焊缝不产生内凹，电弧必须保证3分之2在管内燃烧，当焊至立焊位置时，焊条的送进深度由原来的3分之2逐渐的变浅到2分之1，焊条角度的变化根据熔池的温度控制，在90°正负10°。立焊及平焊位置时，由于改变了空间位置，熔化的铁水易受到重力的影响，背面焊道易过高，在操作的过程中首先应缩短每次引弧后燃烧的时间，减小熔池的受热，其次焊条送进的深度应慢慢变浅，从立焊位置电弧在管内2分之1位置燃烧渐渐变为3分之1位置燃烧，焊条角度同上。

（3）、更换焊条时接头的方法分为热接头和冷接头，由于采用的焊接电流较大，相比较连弧的接头容易操作一些，热接头时是指熔池在保持红热状态时，快速的更换焊条，准确的从熔池一侧的坡口面引弧，迅速把电弧拉到收弧处，以原来的灭弧频率和手法焊接。冷接头时，必须将收弧处修磨成斜坡，并在距接头5--10mm处引弧，做小幅的横向摆动，并压低电弧，向前焊接，当焊接至接头处时，稍停顿并下压焊条，这时可听到“噗噗”声，并出现熔孔后，表明根部已焊透，这样就可以恢复到原来的操作手法。

（4）、后半周的焊接：后半周的焊接前需要把6点位置接头处用砂轮机修磨成斜坡，从而保证接头质量，仰焊位置接头时，距接头处10mm处引弧，以连弧不摆动焊法运条至接头末端时，焊条摆动幅度稍变大，进行局部预热，当出现焊缝铁水熔化出现熔孔后，快速收弧，当熔池温度由亮红色变为暗红色时，快速送进焊条进行引弧，使电弧穿透坡口根部并有“噗噗”声后，恢复原来的操作手法。12电位置接头时，先修磨出斜坡，当运条至距接头约3mm左右时，应压低电弧，将焊条向坡口根部压送，当听到电弧穿透坡口根部并有“噗噗”声后，在接头处来回摆动几下，保证充分融合，填满弧坑后在坡口一侧熄弧。

2、填充焊：填充焊采用小幅锯齿摆动手法，焊条角度同打底焊过程相同，短弧操作，焊前应将打底层的熔渣和飞溅清理干净，焊道及接头处的缺陷等，应打磨干净，以保证填充焊道质量。在6点位置焊道中心引弧，等电弧燃烧稳，铁水熔化约2--3秒，焊条做由小到大的锯齿形摆动，为保证填充焊道的平整，以更利于盖面焊的操作，当焊条摆动至坡口两侧时，在不破坏坡口棱边的情况下应尽量多停留一些时间。

重点：（1）、填充焊的高度应低于母材表面约1.5mm

（2）、坡口两侧应控制好电弧燃烧的时间，以防止夹渣

（3）、6点位置后半周接头前应把接头处打磨成半圆槽形

3、盖面层：焊前把上一层的熔渣及飞溅清理干净，接头处打磨平整后进行焊接，盖面层焊接时焊条摆动幅度略大于填充层的宽度，两侧停留的时间相对于填充层要短，依靠熔池的热量熔化棱边约1mm左右，焊条角度同填充层。

重点：为了保证焊道美观，应控制好熔池的几何形状，如熔池形状为倒三角形，说明此时熔池温度过高，易产生咬边和铁水下淌现象，应适当增加焊接速度或增大焊条角度，以保证焊缝均匀美观，当熔池形状为横椭圆形时，说明此时熔池温度低，焊道易产生夹渣和脱节的现象，应适当增加电流或减慢焊接速度。

结束语

焊后应检查焊道是否有缺陷，应符合焊接要求。

（1）、焊道焊后不得有未熔合、夹渣、气孔、未焊透及焊瘤等缺陷

（2）、焊道的高低宽窄应均匀，咬边的深度应小于0.5mm且长度不大于36mm

（3）、背面焊道的高度应不低于母材

（4）、焊口必须经X光射线检查合格后方可是使用