纤维素型焊条_药芯焊丝半自动向下组合焊焊接技术.docx

30pb图 1 单 面 V 形 坡 口 示 意 图纤 维 素 型 焊 条 / 药 芯 焊 丝 半 自 动 向 下 组 合 焊 焊 接 技 术孟凡忠 1， 徐志远 2， 付卫兵 2， 张红权 2， 连献敏 2， 何军 3（1.中原石油勘探 局 培训中心 ， 河 南 濮 阳 457001； 2.中原油田建筑集 团 建筑安装工程处 ， 河 南 濮 阳 457001； 3.中 原 油田 采 油 一 厂 ， 河 南 濮 阳 457001）摘 要 ： 主要介绍了在长输管道施工中 ， 使用纤维素型焊条/药芯焊丝半自动向下组合焊焊接方法的具体操作要点 ， 以及焊接工艺参数的 选用和具体操作方法 ， 并指出了每层焊缝所应达到的质量要求 。关 键 词 ： 纤 维 素 型 焊 条 ； 药 芯 焊 丝 ； 焊 丝 伸 出 长 ； 送 丝 速 度 ； 措 施中 图 分 类 号 ： TG457.6文 献 标 识 码 ： B0前言长输管道纤维素型焊条 （焊 条 电 弧 焊 ）/药 芯 焊丝自保护 （半自动焊 ） 向下组合焊的焊接技术 ， 即焊道 的 第 1 层 、 第 2 层用纤维素焊条向下焊 来 操 作 完 成， 第 3 层以上至盖面层用半自动药芯焊丝自保护向 下焊操作来完成 。 此组合焊方式具有很多优点 ： 打底 层使用纤维素型焊条向下焊 ， 灵 活 易 操 作 ， 易 成 形 ， 缺陷少 ， 抗风能力强 ； 填充层和盖面层采用半自动药 芯焊丝自保护向下焊的工艺 ， 由于药芯焊丝直径小 ， 焊接电流大 ， 自保护效果好 ， 所以熔深大 ， 焊接速度 快， 缺陷少 ， 抗风效果好 ， 生产效率高 ， 盖面层成形 美观， 每道焊口可由多个焊工组成连续操作的流水作 业 班 组 ， 特别适用于长距离 大口径管线的焊接施工 。 本文以常用的材质 X70， 规 格 为 准726 mm16.4 mm 的 管 子 为 例 。 此钢管在焊前需预热至 90150 ， 否 则填充层易出现气孔 。管道向下焊对接焊缝尺寸要求管道向下焊对接尺寸要求 见 表 1。 其 中 ， 错 边 长 度在任何情况下连续长度不超过周长的 10%。1.3表 1管道向下焊对接焊缝尺寸要求 1.4焊接工艺参数第 1 层根焊层及第 2 层热焊层的焊接工艺参数见 表 2。 第 1 层运条方法为直拖及直线 往 复 运 条 法 ， 第2 层运条方法为直线往复和带圆法 。表 2 根焊层及热焊层焊接工艺参数 1纤维素型焊条根焊 、 热焊 （第 2 层） 层焊接技术1.1焊前准备清除管内外口的油锈 、 脏物及氧化物 ， 使坡口两 侧露出金属光泽 。1.2坡口形式及尺寸采 用 单 面 V 形 坡 口 ， 单面焊双面成形 ， 坡 口 形 式如图 1 所示。根部焊道（第 1 层）焊接的操作技术要领1.5从管顶中部略超过中心线 510 mm 处 起 焊 ， 从坡口表面上引弧 ， 当电弧击穿管坡口根部 形 成 熔 孔 后， 压低电弧 ， 使得电弧完全在坡口背面燃烧 ， 等坡 口两侧完全熔合时 ， 快速直拖均匀行走 ， 当看到熔化 铁液被吸入熔池时 ， 即 可 快 速 前 进 。 在 行 走 过 程 中 ，焊 层电 源 极 性焊 接 电 流/A电 弧 电 压/V焊 条 直 径/mm第 1 层 根 焊 层直 流 正 接709030323.2第 2 层 热 焊 层直 流 反 接11013030354.0焊 条 类 型范 围 尺 寸坡 口 角 度/（）钝 边/mm间 隙b/mm纤 维 素 型 焊 条推 荐 范 围30351.22.41.22.0BOEHLER FOX CEL（E6010 准3.2 mm）允 许 范 围2537.50.82.40.82.4a515b1530c510de010图 2 根部焊道焊接时焊条倾角变化 Welding Technology Vol7 No6 Dec 8 焊 工 之 友 61 复上挑法把铁液送进熔池 ， 动作要快而准 。 在上爬坡及立焊部位焊接时 ， 运条要保持似挨似不挨坡口根部 的手感 ， 当焊至下坡部位时要有上顶焊条的手感 ， 以 保证熔化的铁液均匀过渡到坡口背面凝固成形 ， 当焊 至 最 后 6 点 位 置 熄 弧 时 ， 一定要上顶电弧 ， 使 电 弧的成形 、 飞溅的大小以及焊缝的美观和质量 。 下面分别说明每个参数对焊缝的影响及选择原则 。（1） 焊接电流在半自动焊接中焊接电流和送丝速度是成正比的， 送丝速度大小的调节也就是 对焊接电流大小的调节 ， 送丝速度应根据工件的厚度 、 材质、 焊丝直径 、 施焊 位置及要求的熔滴过渡形式 来确定焊接电流的大小 ， 随着焊接电流的增大， 熔深显著增加， 熔宽略有增加， 熔敷速度也会增加 。 送丝速度 （焊接电流 ） 过大， 容 易引起烧穿 、 焊漏， 并产生裂纹等缺陷 ， 且工件变形 大， 飞溅也很大 ； 而送丝速度 （焊接电流 ） 过小， 容 易产生未熔合和夹渣等缺陷， 且焊缝成形不良。（2） 电弧电压在送丝速度不变的情况下， 当电弧电压过小时， 飞 溅过大 ， 熔池不易形成 ， 铁液和母材坡口两侧熔合不 好， 会出现劈啪声和顶丝现象； 电弧电压过大时， 保护 不好， 易出现表面气孔、 烧穿、 送丝不匀、 成形不良等 现象。 选择与焊接电流相匹配的电弧电压时， 飞溅小， 电弧稳， 柔和， 送丝均匀， 熔池易控制， 发出吱吱声。（3） 焊丝伸出长焊丝伸出长是指从导电嘴端部到工件的距离 ， 保 持焊丝的伸出长是保证焊接过程稳定的基 本 条 件 之 一， 焊接电流较小时 ， 焊丝伸出长应较短 ， 焊接电流 增大后 ， 焊丝伸出长适当增加 ， 改变焊丝伸出长 ， 会 对焊接工艺产生影响 。 当送丝速度不变 ， 焊丝伸出长 过 长 时 ， 电阻对焊丝的预热 作 用 较 强 ， 电 弧 功 率 小 ， 熔深变浅 ， 飞溅较大 。 焊丝伸出长过小时 ， 电阻对焊 丝的预热作用小 ， 电弧功率大 ， 熔深大 、 飞溅少 ， 妨 碍观察熔池 ， 长时间焊接后 ， 导电嘴和鹅颈过热 ， 飞 溅物易粘附在导电嘴上 ， 损坏导电嘴 ， 扰乱焊丝的正 常送进 ， 影响送丝速度 。 对于大口径钢管的焊接 ， 焊在坡口内侧燃烧 ，焊条角度与焊 缝 垂 线 呈 7085夹角， 封住最后的熔孔后继续快速前行 ，熄弧， 以保证底部接头金属熔合良好 。时焊条倾角变化如图 2 所示。填满弧坑方可根部焊道焊接1.6清理焊道用角向磨光机仔细打磨 ，清除焊道表面至露出金属 光 泽 （不 得 有 黑 点 ）， 达 到 光 滑 、 平 整 、U 形 状 、两侧不能留有沟槽的效果 ， 否则， 填充焊时易出现夹渣现象 。1.7 热焊层 （第 2 层） 焊接的操作技术要领热焊层的意义在于进一步处理改善根焊层焊缝结 构组织性能 ， 消除焊接应力 ， 保持道间温度 ， 防止烧 穿根焊层 ， 因此热焊层要薄 ， 焊接电流较大 ， 根部焊 道焊完后应立即进行热焊 ， 时间间隔不宜太长 （最长10 min）， 焊 条 直 径 可与根焊时的相同或略大 ， 运 条 时一般采用直线往复向下或稍作摆动 ， 但摆动时电弧 长 度 要 适 中 ， 保 持 短 弧 焊 接 ， 两侧铁液熔合要圆滑 ， 焊道呈缓凹状 ， 焊条倾角与根焊时的相同 。丝 伸 出 长 选 择 ：上 坡 焊 时 保 持 20 40 mm，立 焊 位3050 mm， 下坡及仰焊位时为 4070 mm。（4） 焊接速度焊接时电弧将熔化金属吹开 ， 在电弧的作用下形 成一个凹坑 ， 随后将熔化的焊丝金属填充进去 ， 如果 焊接速度过快 ， 此凹坑不能完全被填满 ， 将产生咬边 或凹坑等缺陷 ， 且因焊接速度过快 ， 熔宽与熔深都减 小 ， 保护不好易产生气孔 ； 相 反 ， 若焊接速度过慢 ，2半自动药芯焊丝自 保护向下焊填充 、技术盖 面 层 操 作焊接参数的确定焊接工艺参数主要包括焊接电流 、2.1电弧电压 、 送丝速度 、 焊丝伸出长 、 焊枪倾角等 。 焊接工艺参数的匹配， 会直接影响到电弧的稳定 、 熔池的形状 、 铁液a7080b7080c7080d e7080图 3 盖面焊道焊接时的焊丝倾角 62工 艺 与 新 技 术焊 接 技 术第 7 卷 第 6 期 8 年 12 月熔敷金属堆积在电弧下方 ， 使熔深减小 ， 将产生焊道不匀、 未熔合等缺陷 ， 焊接变形也会增大 。（5） 焊丝角度走。 在焊接过程中 ， 焊丝绝不可脱离熔池先行 ， 否则会出现顶丝 、 跳丝、 未熔合等不良现象 ， 焊至立焊位 时 ， 喷嘴角度稍有上倾 （焊 丝指向已焊方向 ）， 行 走 速度适当加快 ， 以防止铁液的超前 ， 特别是焊至下坡 时， 会感到熔池变小 ， 熔深变大 ， 因此焊丝左右摆动 幅度要加大 ， 中间过渡要快 ， 两边要有适当的停留时 间， 以保证坡口两侧铁液与母材良好的熔合 。 同时迅 速带动熔池前行 ， 否则会出现坡口两侧有较深的夹沟 和中间铁液过高等不良现象 。 填充层的操作关键是掌 握好焊接速度 ， 焊接速度过快 ， 易导致熔渣覆盖不均 匀， 铁液送给不足 ， 两侧熔合不良 ， 出现沟槽 ； 焊接 速度过小 ， 熔敷金属容易先行 ， 出现焊层过大 ， 熔深 加大， 造成烧穿 、 成形不良等现象 ， 特别易出现在下 坡位置至仰焊位置 。（2） 填充层要求焊道比坡口两侧边缘缓凹 1 mm， 呈光滑平整状 。焊丝角度一般在 7080为 宜 ， 如 图 3 所 示 。丝角度80时， 飞溅易粘附在导电嘴 上 造 成 跳 丝 ，焊并影 响 送 丝 速 度 。焊 丝 角 度 70 时 ，导电嘴离焊件太 近， 容易接触焊件 ， 造成焊丝在导电嘴端部熔断 ， 使导电嘴堵塞 。最后填充焊道比 坡口两侧边缘缓凹 2 mm，焊后焊缝不超高 。（3） 盖面层的焊接技术要领以 便 盖 面（6） 焊枪档位的调节 （半自动药芯焊丝向下焊使用的焊枪手柄处均有一个档位调节开关 ）从 管 子 12 点4 点选用焊枪调节档 1 档 ， 此 时 电清除焊道两侧边缘飞溅物 ， 保证焊道两侧边缘清流 感 觉 较 硬 ， 电 压 高 ， 铁液和母材熔合较好 ，4 点6晰 ， 调整相匹配参数 。在 12 点位引燃电弧后 ，可 采点仰焊位选用焊枪调节档 2 档 ， 2 档 相 对 1 档 焊 接 工艺参数可衰减 10%20%。 电弧电压 在 20.521.5 V 之 间 ， 送 丝 速 度 在 266.7292.1 cm/min 之 间 。 电 流 感 觉 柔和， 焊缝成形良好 ， 坡口两侧不易出现沟槽 。（7） 运 条 方 法 由于半自动焊生产效率高 、 速 度 快、 熔深大， 所以运条动作要快， 焊接时可采用直拖、 小锯齿、 反月牙、 月牙形、 带圆等手法进行焊接运条。（8） 本 试 验 中 焊 接 准726 mm16.4 mm 管 时 选 用 的焊接工艺参数见表 3。表 3 726 mm16.4 mm 管子焊接工艺参数 用小锯齿 、 反月牙 、 带圆等运条方法操作 ， 稳步、 均匀、 有节奏地左右摆动带动熔池前行 ， 控制好熔池大 小 、 宽 窄 、 铁 液 高 度 （熔池边缘熔合坡口两侧 1 mm 左 右 ）， 以保证焊缝的宽度 和 余 高 的 均 匀 。 立 焊 位 置 和填充焊时的操作方法相同 ， 焊速要快 ， 喷嘴角度要 稍有上倾 ， 用电弧吹力托着铁液 ， 以防止铁液下淌超 前， 影响熔池的形成和焊缝的美观 ， 焊至下坡位置时 焊接工艺参数适当衰减 ， 加大焊丝伸出长 ， 调整焊枪 角 度 （焊 丝指向前进方向 ） 7085， 目 的 是 降 低 熔 池 温 度 ， 增 加 熔 宽 ， 减 小 熔 深以便更好地控制熔池 。焊 丝 在 两 侧 摆开且压坡口两侧边缘 1 mm，中 间 过 渡要快， 两边要有停顿 ， 行走步伐不宜过大要均匀 ， 在保证动作稳 、 准、 快的同时 ， 观察并控制熔池形状大 小， 凝固铁液高度要均匀 ， 保证两边缘熔合良好 ； 保具体操作（1） 填充层 （第 3 层及以上 ） 的焊接技术要领引燃电弧形成 熔 池 后 ， 以一定的焊接速度 ， 快 速 、 均匀地左右小幅摆动带动熔池有节奏 地 下 拉 行持焊丝伸出长 ， 不宜过短 。焊至 6 点仰焊位时填满前2.2留的弧坑， 压住前留接头即可熄弧。（4） 盖面层要求表面成形光滑 、 花纹规则平整 、 美观； 不得有气焊 道焊 材直 径/mm极 性焊 接 电 流/A电 弧 电 压/V送 丝 速 度/（cmmin-1）焊 接 速 度/（cmmin-1）填 充BOEHLER IPESHIELD 71T8-FD2.0直 流 正 接1702501722177.8330.21125盖 面BOEHLER IPESHIELD 71T8-FD2.0直 流 正 接16024017221778.8304.81125 Welding Technology Vol7 No6 Dec 8 焊 工 之 友 63 文 章 编 号 ：X(2008)06-63-02铸 焊 锻刘国初（靖江市工业学校 ， 江 苏 靖 江 214500）摘 要 ： 铸焊锻就是用铸造的方法将与焊件材质相同的液态金属注入两待焊接件所设定的密闭的焊缝 （相 当 于 型 腔 ） 中 ， 由 于 焊 件 的焊接面涂有药皮 （相 当 于 焊 条 药 皮 ）， 因 此 ， 就能像电弧焊一样使焊接件很好地焊接在一起 。 当焊缝处冷却至可锻 （适 用 钢 件 ） 温 度 时 ， 像 摩 擦 焊 一 样 ， 可通过外力或其自重对焊件或焊接头 （适用焊接件不可移动 ） 施以较大的顶锻力 ， 以 实 现 焊 缝 处 锻 造 之 目 的 。 且 焊缝处只有同时浇注 、 冷 却才能实现锻的可行性 。 铸焊锻可克服传统的焊接方法中沿焊缝长度方向所产生的各种变形及残余应力 ， 因 此 ， 铸焊锻这一工艺所焊接的焊接件保持了铸和锻的优点 ， 克服了焊的缺点 。关 键 词 ： 铸焊锻 ； 焊 接 接 头 ； 温 度 梯 度 ； 拘 束 应 力中 图 分 类 号 ： TG457.1文 献 标 识 码 ： B铸造生产最主要的优点就是所得铸件的变形与残余应力相对较小 。 对熔焊来讲其实质就是将焊接材料 与母材熔为一体 ， 现 以 电 弧 焊为例分析其焊接过程 。 焊接时随着热源的移动 ， 熔池沿焊接方向 作 同 步 移积不一 ， 而体积不一必然会膨胀 、 收缩。 因此， 温度梯度沿焊接方向又会引起组 织 应 力 ， 也 叫 相 变 应 力 。 由于温度梯度所造成的上述各种应力与应变 ， 且焊接 后两母材不可分离 ， 这就产生了母材对焊缝 、 两母材 相互间的拘束应力 。 当 焊 件 上这些应力无法消除时 ， 这就构成了焊接件上的残余应力 。 所以电弧焊时 ， 由 于焊缝是逐步形成的 ， 导致焊缝前后各点有着强烈的 拘束作用 ， 从而使焊件上存在复杂的应力与应变 ， 严 重时会引起开裂 。金属经热变形后 ， 可以得到完全的再结晶组织 ， 热变形过程中塑性始终良好 ， 变形抗力较低 。 锻造不 仅可以得到所需的各种形状 ， 同时所锻金属的组织也 可得到大大改善 。 如热变形的金属为铸件 ， 则铸件经 热变形后内部的气孔 、 缩孔及缩松都被压合 ， 并能消 除铸件组织粗细不均的现象 。 同时也可以增大金属的 密度， 提高其力学性能 。利用铸造和锻造的优点弥补焊接的缺点 ， 从而产 生铸焊 。 古代就