药芯焊丝自保护焊下向焊技术的特点及其应用

1、2009年第4期PipelineTechniqueandEquipment2009药芯焊丝自保护焊下向焊技术的特点及其应用黄立兵,任延广(中冶京唐建设有限公司,河北唐山064000)摘要:纤维素型焊条下向根焊、自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面联用工艺是管道施工中出现的新技术,在长输管道施工中有着广阔的应用前景。文中介绍了纤维素型焊条下向根焊、药芯焊丝自保护焊向下焊技术的特点,并通过具体工程实例阐述了该工艺焊接参数的选择、材料匹配、施工操作要点、焊接中易产生的缺陷及预防措施、质量保证措施等。关键词:药芯焊丝自保护焊;工艺参数;操作要点;缺陷;防止措施中图分类号:TG45716文献标识码:B文章编号

2、:1004-9614(2009)04-0044-03ApplicationandCharacteristicofShieldedFluxCoredArcDownWeldigHUANGLi2bing,(MCCJingtangConstructi.td064000,China)Abstract:Cellulosetypeelectrdownshieldedfluxcoredsemi2automaticweldingarenewcosmeticcombinedtechnologies,apr2rangeapplicationinlong2distancetransmissionpipelinecon

3、struction.In2troducedherecellulosetypeelectrodesverticaldownweldingandshieldedfluxcoredwelding.Throughsomespecificexatheconstruction,expoundedhereistheselectionofweldingparameters,materialmatching,operationessentialsforconstruction,defectandpreventivemeasuresinthewelding,qualityguaranteemeasures,etc

4、.Theviewspresentedinthefollowingtextcanbeusedassomereferenceforrelatedconstructionprojects.Keywords:shieldedfluxcoredarcwelding;parameter;operationessentials;defect;preventivemeasures0引言素型焊条下向焊要优于传统焊条上向焊。药芯焊丝电弧焊是利用连续送进的焊丝与工件之间燃烧的电弧为热源进行焊接的,当焊接过程不另加保护气体时,即为药芯焊丝自保护焊,它以药粉分解产生保护气体。这种焊接方式可用于大多数黑色金属各种厚度、各

5、种接头的焊接。药芯自保护半自动焊因其具有抗风能力强、全位置成形好、焊接质量高,适于全位置下向焊接等优点,且不需要气瓶、导气管等辅助设备,具有很大的发展潜力和空间,是野外管道施工中应大力普及和推广的焊接方法2当今管道工业要求管道系统输送压力高、管线直径大。为保证系统运行安全,对管道施工质量提出了更高要求。传统手弧焊工艺受人为因素影响大,已无法满足施工需要。药芯焊丝自保护焊在一定焊接参数下,可进行全位置焊接,熔敷效率高,调整合金成分方便,单面焊接双面成型,焊接质量好,焊材利用充分,比手弧焊焊道少,既可用于半自动焊,也可用于手弧焊或其他焊接方法的焊接,设备综合成本低1。作为一项先。但其也进的施工技术

6、,其在天然气、石油、船舶、桥梁、海洋平台等工作环境恶劣场合得到广泛应用。1药芯焊丝自保护焊的优越性有缺点,那就是对一般管道不能进行根部焊接。基于药芯焊丝自保护半自动焊的特点,利用纤维素型焊条下向根焊的性能,将二者结合形成联焊工艺,可充分发挥其各自优点,是管道施工作业的一个发展方向。该联焊工艺的特点是:(1)焊缝成形美观且合格率高,接头力学性能好。(2)抗风能力强,风速小于12m/s时,无需防护纤维素型焊条以细熔滴金属过渡,适于向下焊。其特点是:焊接速度快,抗风能力强,焊缝合格率可达90%以上。从焊接工艺和质量方面来看,根焊时纤维收稿日期:2008-07-08收修改稿日期:2009-02-10措

7、施,适于野外作业。第4期黄立兵等:药芯焊丝自保护焊下向焊技术的特点及其应用表1干伸长度对施焊性能影响施焊性能熔化速度干伸长度变化同一电流下,干伸长度越长,焊丝熔化速度越快45(3)焊接过程起弧和收弧接头减少,降低缺陷产生的可能性。焊丝熔敷率高,药皮脱渣性好,焊热输入高,生产效率约为焊条电弧焊的35倍。(4)互补性好。根焊采用纤维素焊条打底,双面电弧稳定性长度过长,电弧不稳,飞溅增多熔深气孔其他长度加长,熔深变浅长度过长,气保护条件变差,易产生气孔长度过短,喷嘴遮挡,看不清坡口及熔融状态;喷嘴内粘附的飞溅物影响气体保护,缩短导电嘴和喷嘴寿命成型好,减少烧穿的可能性,提高合格率和生产率,弥补半自动

8、焊不能进行根焊的缺点。2焊接工艺参数及操作要点2.1焊接材料及设备手工电弧焊所使用的纤维素焊条为E6010焊条。其优点是:焊接设备简单、速度快、焊接质量高,能适应各种位置的焊接,并且焊工的劳动强度较低。自保护焊使用的焊丝应根据所焊接的管材确定。如JC-29Ni1型药芯焊丝,它是一种低合金钢焊丝,其熔敷金属含0180%1110%Ni,低温韧性优良,抗裂性能好,一般用于焊接要求韧性高和需要加镍的焊缝,也可用于普通钢、动和半自动焊接,如输油输气管线、等。,全符合低碳钢、性能试验。药芯自保护焊机采用DC-400多功能焊机。送丝机采用LN-23P型,与DC-400型焊机相配合,以实现管道施工的半自动焊工

9、艺。2.2焊接工艺参数工艺参数对焊缝质量影响大且每个参数之间又相互作用,因而需合理选配。2005年施工的唐山佳华及德盛燃气管网工程,规格为630×810mm的流体输送钢管,在焊接工艺评定中,经反复试验对比,见表方法型号直径/mm电流极性直流反接直流正接直流正接焊接电流/A电弧焊接速送丝速电压度/(cm度/(cm/Vmin-1)min-1)根焊SMAWE6010312JC-29Ni1JC-29Ni1759021251525810填充FCAW21020023018191723190315盖面FCAW21020022018191520175305管道坡口采用Y形坡口,其组对参数见表3。焊接

10、工艺参数主要包括焊接电流、电弧电压、焊丝干伸长3项指标。焊接电流与电弧电压是影响焊丝熔化量、电弧热量及电弧稳定性的重要参数。焊接电流增加则焊丝融化量增加,焊缝宽度加大;同时,因电弧热量增加,向母材的输入热增加,电弧吹力加大,导致熔深也增加。提高电弧电压会使电弧长度增加,焊缝变宽,而熔深及余高减少。电弧电压过低时弧长过短,焊丝易插入熔池而使焊接电弧不稳定。当焊接电流、电弧电压确定后,焊接速度增加时,焊道宽度及熔深都随之减少,焊道形状变凸,易导致熔渣包覆不全,焊缝外观变差。相反,焊接速度过慢时,不但焊道变宽、余高加高、熔深加深,且易造成熔融金属在电弧之前与母材接触,导致熔合不良等缺陷。焊丝干伸长度

11、与焊接电流大小有关。改变干伸长会对焊接工艺性能产生影响,详见表1。2.3操作要点21311组对组对是影响焊缝内部质量和外观成形的主要因素之一,必须严格按照焊接工艺要求进行。螺旋管组对前,应将管端10mm范围内的螺旋焊缝余高打磨掉,呈平缓过渡,以保证该处焊道熔合良好。组对时,两管口螺旋焊缝错开间距应大于100mm.使用内对口器时,要求在根焊完成后才可拆卸和移动对口器。使46PipelineTechniqueandEquipment2.5质量保证措施Jul12009用外对口器时,需在根焊完成50%以后才可拆卸,且所完成的根焊道应为多段均匀分布21312根焊3。(1)设备及材料检查。施工前对所使用的

12、焊机、对口器、送丝机、焊材等全面检查。焊条、焊丝等应有出厂质量证明书,进场时由专职人员依据合格证对照实物严格验收并妥善保管。(2)根据不同工程,作好焊接工艺评定,编写焊接大口径管道根焊采用双人对称焊接,开始焊接时,引弧电流要稍大,以防粘条。21313填充及盖面填充焊速度要快,焊层厚度控制在34mm左右;盖面焊时,电弧电压不超过20V;填充焊到坡仰焊位置时,需适当降低出丝速度。21314焊缝外观要求操作规程,并要求电焊工严格执行。(3)管道组对时细心施工,严格检查,确保组对尺寸符合焊接工艺要求。(4)控制根焊缝高度。根焊道厚度保持在3mm焊缝余高0116mm,仰焊位置个别部位不得超过3mm,且长

13、度不大于50mm,焊缝宽度以坡口每边熔化1152mm为宜。2.4易产生的缺陷及防止措施21411夹渣左右,减少填充焊时产生烧穿现象。(5)填充焊不能过高,015mm为宜,保证坡口两。),按规定打磨,防止产生原因:打底焊后清根不彻底,致使填充焊时根部熔渣未能完全溢出;或清根不当,槽过深,呈“W”状;防止措施:,清根要彻底,接头点要打平;清根时将根焊道清成“U”形槽,避免清成“W”形。21412气孔。(7)加强工序质量控制。工序质量控制不好,将造成焊接质量问题。各工序之间也要注意配合,上一工序质量得不到保证,禁止下一道工序的施工。3结束语该工艺通过在唐山德盛燃气管网工程中的应用,焊接施工速度较以往

14、有很大提高。例如,630×8mm管道采用普通焊条电弧焊,每天只能焊45道焊产生原因:根部间隙过小,焊接时母材稀释过大,妨碍排气而产生针形气泡;焊条未在规定时间内用完或长时间暴露受潮;盖面焊时熔池过热而吸覆大量空气,焊丝摆动幅度太大,熔池保护不良。防止措施:严格按照控制组对间隙;焊条应放在焊条保温筒内,随用随取,防止受潮;盖面电流不要太大,采用小电流短电弧快速焊接,避免过热产生表面气孔;焊接时运条技术适当,焊条摆动宽度不应超过焊条直径的2倍。21413裂纹口,而采用此联焊工艺后,每天能焊1315道焊口,效率提高3倍多,X射线探伤合格率提高到90%以上。纤维素型焊条下向焊根焊、自保护药芯焊丝半自动焊填充盖面联用工艺不仅可保证打底焊道的焊接质量,又能发挥自保护药芯焊丝半自动焊的优点,最大程度发挥上述两种焊接方法的优势,在焊接操作、焊接质量、焊接速度等方面都具有优越性,且降低了生产成本,在以后的长输管道现场组焊施工中将得到广泛应用。参考文献:1王文焱,曾九令,孙伟,等.药芯焊丝自保护焊在长输管道产生原因:焊接时管子处在受力状态,在收弧点易出现应力裂纹;对口器过早松开或撤离,熔池中铁水未来得及凝固,在收弧处产生裂纹;焊工在6点钟位置采用直线熄弧等不当收弧方法,熔池未填满