管道焊接工艺

1、上海佳豪船舶工程设计有限公司董 -摘要 : 本文介绍了管道全位置下向焊操作工艺及技术要点,采用本工艺进行施工焊接可提高生产效率 ,降低焊接成本， 焊接质量可 * ，接头机械性能满足要求，焊缝成形美观，具有较广 阔的应用前景。关键词：管道；下向焊；焊接工艺Verticaldown positionwelding processandits foregroundAbstract： This articleintroduced theweldingoperation procedureandmain technology of vertical down positionweldof pipe. U

2、sing this weldingprocess canimprove thewelding efficiencyandreduce the cost. Theweldingoint canbe qualifiedin mechanical propertyand reduce the cost.Thewelding jointcan be qualified in mechanicalproperty and figuration. So ithavea wide appliance foreground.丄、八 1 前 言管道下向焊是从管道上顶部引弧， 自上而下进行全位置焊接的操作技术，

3、该方法焊接速度快， 焊缝成形美观， 焊接质量好，可以节省焊接材料， 降低工人的劳动强度，是普通手工电弧焊 所不能比拟的， 现已较广泛应用于大口径长输管道的焊接， 在电力建设中的全位置中低压大 径薄壁管的焊接中具有一定的推广价值。2 焊接材料选用下向焊通常要选择适当的焊接电流、 焊条角度和焊接速度， 通过压住电弧直拖向下或稍作摆 动来完成焊接。 普通焊条易出现下淌铁水和淌渣问题， 而采用管道下向焊专用焊条， 严格执 行焊接规范，则可解决这些问题。E7010-G 、日本日铁公通常下向焊焊条可分为两类：一类为纤维素型，如美国林肯公司的 司生产的 E6010 和 E7010-G 及国产的天津金桥牌 E

4、6010 等，该类焊条工艺性能好，气 孔敏感性小，低温韧性高，一般应用于输油、输水管道；另一类是低氢型焊条，如德国蒂林 公司生产的 E8018-G 等，该类焊条焊后焊缝金属韧性好， 抗裂性好，广泛应用于输气碳钢 管道焊接填充及盖面焊中。纤维素型焊条焊渣量少， 电弧吹力大、挺度足，防止了焊渣及铁水向下淌， 而且电弧的穿透 力大，特别适用于厚壁容器及钢管的打底层焊接， 可以免去铲根等操作， 从而提高工作效率， 改善劳动条件， 但由于其焊缝中氢含量较高， 所以对于高压管道的焊接国内目前一般采用纤 维素焊条打底加低氢型焊条填充及盖面的焊接工艺。3 焊前准备3 1 母材及规格水平钢管对接 母材牌号：20

5、规格：C 133*10 mm3 2 焊材纤维素型：AWS E7010 C 3.2mm 作根部填充层焊接；低氢型：E8018-G C 4.0mm 盖层焊接3.3 焊材的烘干下向焊焊条使用前应按说明书要求进行烘干。一般纤维素型焊条烘干温度为7080，保温 0.5h, 低氢型焊条烘干温度为 350 400,保温 12h 。3 4 焊接设备选用直流焊机，如林肯 INVERTIC-I-300 逆变焊机等。3 5 坡口型式及对口尺寸坡口型式一般为单 V 型，如图 1 所示。施焊前应将坡口两侧各 30mm 左右宽的表面上的油、漆垢、铁锈等清理干净，直至露出金 属光泽。4 焊接过程4 1 组对和定位焊管子的正

6、确组对与定位焊是保证下向焊焊接质量， 使焊缝背面成形良好的重要因素。 定位焊 是正式焊缝的一部份，不但要求单面焊双面成形，而且要保证焊接质量。定位焊的长度 20 mm ，厚度为 3mm 左右，焊缝两侧应打磨成缓坡状，以利于接头。一般定位焊为两处，大 约在管子的 4 ：00 和 8：00 位置，如图 2 所示。4 2 焊接工艺规范和参数4 2 1 纤维素焊条下向焊工艺参数4 2 2 低氢型焊条下向焊工艺参数4 3 焊条运条角度向焊时， 焊条角度的正确运用十分重要。打底焊、填充和盖面焊的焊条角度基本相同，只 是电弧长度及运条形式有所不同。 在下向焊中， 焊缝的宽窄主要由电弧的长短及运条形式控 制，

7、起弧和收弧位置应注意错开口。在管口各位置焊条运条角度大约如图 3 所示。4 4 打底焊操作要点施焊时，从管子顶端 12 点时钟位置往前 1015mm 处引弧。运条应采用短弧不摆动的运 条法 , 将焊条燃烧深入坡口底部并轻压坡口两侧，随着电弧燃烧自然向焊接方向移动。焊接 时必须注意力集中，在 1 点 5 点之间焊接时，电弧指向熔池的中心；在 5 点 6 点之间焊 接时，应采用最短电弧， 在电弧的推力作用下将熔化金属托起， 从而避免根部出现内凹现象。 焊接过程中应始终注意观察熔孔的大小， 尽量使其保持基本一致。 熔孔过大， 说明焊接速度 太慢， 熔池温度偏高，容易烧穿或形成焊瘤； 熔孔过小容易造成

8、未焊透等缺陷。每只焊条打 底焊的焊缝长度一般为 200250mm 。更换焊条时的熄弧接头是保证焊道是否均匀的重要影响因素之一。 较好的方法是在熄弧时减 薄焊层厚度， 并用砂轮机将熄弧处打磨成缓坡状， 为防止接头处产生气孔和夹渣， 其弧点应 选在接头下方 510 mm 处，然后可拉长电弧进行预热至接头处压短电弧， 形成正常熔池。 接头时，焊条运动到弧坑边缘根部时，要将电弧尽量往里压， 并在接头处稍停一会，随后进 行正常的焊接。根部焊缝完成后，应采用砂轮机进行除渣，并仔细检查确保清渣彻底，避免夹渣的产生。4 5 填充层的焊接方法 填充层的弧长一般应保持在 34mm ，既要有一定的间隙，又要保证根焊

9、不能烧穿。施焊 时手要稳， 摆幅均匀，速度较根焊时稍快，使熔池呈圆片状。 操作时应避免电弧压得过低或 焊条角度不当造成铁水与熔渣分离不清，铁水与熔渣倒流，容易造成夹渣和为焊透等缺陷。填充焊时，水平焊处容易出现凹陷，而仰焊处铁水容易凸出下坠，对此一定要“填起磨平”， 即凹陷处用焊条填满， 下坠处则用砂轮机磨平。 除立焊段填充层应与母材基本平齐外， 其它 填充层应比母材面低约 1mm 左右，这样有利于盖面层的焊接和成形 / 填充层每层之间均应 用砂轮机进行彻底清渣，以避免产生夹渣。4 6 盖面层的焊接盖面层焊接时由于焊缝宽度较低宽， 焊接时焊条后沿坡口两侧稍作横向或反月牙形摆动运条 向下焊接。由于

10、为收尾焊道，不但要保证焊接质量，还要美观，外形尺寸不超标，如两侧加 宽为 12mm ，余高为 13mm 等等。盖面焊时接头处产生表面气孔是常见缺陷之一，较好的解决方法是在收弧容池前方 10mm 处引弧，然后拉长电弧到接头处预热 12s ，再压低电弧做轻微形成熔池后再正常焊接。盖面焊仰焊处易出现下坠和咬边现象， 焊条运行到这个位置时应尽量垂直于管子平面，利用电弧吹力和电弧轮廓的覆盖作用， 并结合适当的焊接速度和运条方式将铁水过渡上去，从而避免咬边和下坠产生。5 焊后检验5 1 无损探伤按以上工艺焊接了 2 个管件的焊缝，试件经 X 射线检验，质量等级均为 I 级。以上的试验结果全部达到劳动人事部

11、 蒸气锅路安全技术监察规程 规定的要求， 从焊接试 件、检验试样、机械性能，确认试验纪录正确，评定结果合格。6 结 论6 1 在下向焊中，选择适当的电弧长度，焊条运条角度、运条方式和焊接速度是保证焊接质量的关键因素， 这与普通的手工电弧焊常规操作存在较大的差异， 只有认真探索和总结经 验，并进行较严格的培训，才能正确地掌握这一焊接方法。6 2 下向焊中，接头方法也很重要，接头往往是产生焊接缺陷的部位，而用砂轮机将接头处磨成缓坡状，并在熔池前方 10mm 处引弧，可防止局部未熔合及夹渣、接头不饱满等缺 陷的出现。6.3 每一层焊完后，应用砂轮机进行认真的清渣。6 4 下向焊的焊接温度高，速度快，而且避免采用TIG 焊打底，特别适合于野外施工，但也要有防风防雨等措施。6 5 下向焊具有较广泛的推广应用前景，该方法教易掌握，如果在火电安