小直徑45°固定管TIG打底層焊接技術(shù)

趙奎

摘要：為了克服小直徑45°固定管TIG打底層因焊接空間位置而影響焊接質(zhì)量的問題，采取了斜仰焊位置內(nèi)填絲、向上焊外填絲和向下焊內(nèi)填絲三種方式相結(jié)合的焊接方法；通過大量的實(shí)踐證明，采用這種方式進(jìn)行焊接，既可以解決在空間位置上左手操作不靈便，又可以保證焊接質(zhì)量，確保管內(nèi)外余高達(dá)到要求和獲得良好成形。本文主要介紹手工鎢極氬弧焊小直徑45°固定管打底層的焊接方法和焊接工藝。

關(guān)鍵詞：手工鎢極氬弧焊；打底層；45°固定管；內(nèi)填絲；外填絲

引言：

在造紙工業(yè)設(shè)備安裝過程中，常有Φ57～Φ89mm的斜45°固定壓力管道焊接，材料有20#、20g等，管道經(jīng)常承受1～10Mpa不等的壓力，其管內(nèi)介質(zhì)有高壓蒸氣、氯氣和等工業(yè)用氣體；鑒于管道受壓大，介質(zhì)特殊，焊接質(zhì)量和管內(nèi)成形要求高等特點(diǎn)，其焊接方法根椐管道厚度通常采用全氬弧焊焊接或氬弧焊打底、焊條電弧焊填充蓋面的方法。由于45°固定管的特殊位置（空間位置）的影響，而打底層極易產(chǎn)生缺陷，往往很難達(dá)到理想的要求，因此正確掌握合理的焊接工藝和技術(shù)則是保證打底層質(zhì)量的關(guān)鍵。

1 小直徑45°固定管TIG打底層的焊接特點(diǎn)

根據(jù)常規(guī)水平固定管的焊接方法，焊接分兩部分，從6～3～12點(diǎn)焊接， 6～9～12點(diǎn)焊接。綜合45°固定管的手工鎢極氬弧焊的實(shí)際情況，6～3～12點(diǎn)焊接時要采用左手抓焊槍焊接法，根椐45°固定管的特殊位置在焊接過程中因施焊困難而形成夾鎢、氣孔、熔合不良和管道內(nèi)成形不符合要求等缺陷。通過大量的實(shí)踐證明從8～9～12點(diǎn)采用外填絲向上焊接，12～3～5采用向下焊內(nèi)填絲焊接和5～6～8點(diǎn)斜仰焊位置采用內(nèi)填絲法焊接可以有效解決45°固定管在操作上和管內(nèi)成形上的問題。

2 45°小直徑固定管TIG打底注意事項

2.1 1～3～6～8位置采用內(nèi)內(nèi)填絲焊接時間隙應(yīng)大于向上焊外填絲焊位置。

2.2 內(nèi)填絲焊接時（向下焊）電流應(yīng)比向上焊外填絲焊接時大10～15A左右。

2.3 焊接過程中應(yīng)盡量減少熄弧。

2.4 送絲均勻，控制焊接速度，以防止在10～2點(diǎn)位置產(chǎn)生焊瘤，5～7點(diǎn)位置產(chǎn)凹坑塌陷，以保證管內(nèi)成形美觀和余高基本一致。

3 焊接實(shí)例

以Φ89mm，δ=4mm的20#試管為例，45°固定焊接（附圖1）。

20#為優(yōu)質(zhì)低碳鋼，焊接性能優(yōu)良，無須進(jìn)行焊前預(yù)熱和焊后熱處理；試管具體操作技術(shù)和工藝如下：

3.1 焊前準(zhǔn)備

將試管機(jī)械加工坡口面為30±2°，焊前將清理坡口管內(nèi)外20mm以內(nèi)的鐵銹等污物并至金屬光澤,用砂紙或砂球除毛刺，并帶有0.8～1.0mm鈍邊。

3.2 組對定位

采用兩點(diǎn)定位，分別有4、11位置定位（附圖2），要求管口平齊，兩管的錯邊量應(yīng)小于0.4mm。采用搭橋連接，不能破壞坡口底部，焊接將達(dá)到定位焊位置時，用角向砂輪機(jī)打磨掉定位焊再進(jìn)行焊接。

3.3 根部間隙要求

8～9～12點(diǎn)約為2mm，1～3～8點(diǎn)約為3～3.5mm。

3.4 對焊工資格要求

焊工必須具有鍋爐壓力容器證45°TIG固定管焊接資格,且熟練掌握TIG內(nèi)、外填絲焊接方法。

3.5 送絲方式

向上焊外填絲焊接采用斷續(xù)點(diǎn)滴送絲法以保證焊透。斷續(xù)點(diǎn)滴送絲法是指焊絲在氬氣保護(hù)范圍內(nèi)向熔池中心一拉一送，一滴一滴地往復(fù)點(diǎn)滴。向下焊內(nèi)填絲時采用連續(xù)送絲法，連續(xù)送絲即焊絲連續(xù)熔化進(jìn)入熔池的一種方法。45°小直徑固定管焊接時，焊絲應(yīng)放置于管壁上坡口鈍邊，將其熔化，利用鐵水的重力和焊槍的運(yùn)條達(dá)到下管壁,使之與下管壁的坡口鈍邊相熔合形成焊縫。

3.6 焊接設(shè)備及焊接材料

焊機(jī)型號：ZX7-400A (WSM-400A)

電源極性：直流正接

保護(hù)氣體：氬氣(Ar)純度 99.99%

氣體流量：8～10Ｌ/min

電極材料：鈰鎢 Φ2.5mm，磨成細(xì)尖錐形，焊接時伸出長度 3～4mm 焊槍型號：150A 氣冷式

焊槍槍嘴：Φ8.0mm圓維形

面 罩：頭盔式(焊接黑玻璃可根據(jù)焊工視力選擇)

焊絲牌號：H08Mn2SiA (TIG-J50)Φ2.5mm

焊接電流：定位焊約為85～90Ａ

8～9～1點(diǎn)外填絲向上焊時約為90～95Ａ

1～3～8點(diǎn)向下焊（內(nèi)填絲）時95～105Ａ

運(yùn)條方式：焊槍運(yùn)條采用斜鋸齒形或斜圓圈形，使鐵水熔池處于水平狀態(tài)保證焊縫成形美觀。

3.7 焊接過程： 焊接分三部分完成8～9～1點(diǎn)1～3～5點(diǎn)5～6～8點(diǎn)（附圖3）。

右手抓焊槍，用食指和大拇指勾住焊槍，其余三指靠在下管壁作為支撐，以保證在焊接及運(yùn)條過程中的穩(wěn)定。接觸(脈沖)于8點(diǎn)位置坡口內(nèi)引弧，使焊槍與管壁切線的后夾角為70～80°，焊絲與焊槍的角度保持在90～100°（附圖3），且在焊接過程中焊槍與管子中心線的夾角始終保持垂直。斜鋸齒形運(yùn)條擺動預(yù)熱兩坡口鈍邊，然后添加焊絲形成第一個熔池、熔孔。采用斷續(xù)點(diǎn)滴法送絲實(shí)現(xiàn)正常焊接，焊接過程中應(yīng)仔細(xì)觀察熔池、熔孔，應(yīng)使熔池、熔孔大小均勻一致才能使管內(nèi)外成形美觀。焊接時，電弧應(yīng)在坡口兩側(cè)稍作停留中間稍快來保證坡口鈍邊與填充金屬的良好的熔合，當(dāng)焊至10位置時焊槍應(yīng)稍向后傾斜，并且適當(dāng)加快焊接速度和焊槍運(yùn)條擺動頻率，防止熱量集中熔滴鐵水因重力導(dǎo)致背面產(chǎn)生焊瘤及管內(nèi)余高過高。

1～3～5部分采用內(nèi)填絲向下焊接法。向下焊時焊槍與管壁切線夾角約為70～85°，焊絲與管壁切線夾角約為10～15°（附圖3）焊接過程中焊槍根椐試管角度的變化始終與試管中心線保持垂直。

5～6～8點(diǎn)位置是45°固定管的斜仰焊位置的焊接,此位置處于垂直固定與水平全仰焊兩個位置之間,焊接過程中應(yīng)極力防止產(chǎn)生塌陷和下管壁的未熔合等，此部分與向下內(nèi)填絲焊接方法基本相同,但在送絲過程中應(yīng)盡量控制熔滴大小,防止熔滴應(yīng)重力而下滴產(chǎn)生塌陷.收尾與起頭8點(diǎn)處相連接時應(yīng)稍作停留，多滴幾點(diǎn)焊絲熔滴來保證接頭良好和焊縫飽滿，并繼續(xù)向前焊一段距離，然后將電弧拉至坡口內(nèi)側(cè)緩慢(衰減)熄弧完成打底層焊接。

4 焊后檢驗(yàn)

焊后冷卻經(jīng)100%X射線探傷不低于Ⅱ級方可進(jìn)入蓋面層焊接；對特殊要求內(nèi)成形管道還須進(jìn)行85%通球檢驗(yàn)(試管)。

5 結(jié)語

5.1 通過大量的焊接實(shí)踐和焊接理論證明，手工鎢極氬弧焊打底焊接已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鍋爐、壓力容器、管道重要結(jié)構(gòu)中，其質(zhì)量已得到社會的充分肯定。

5.2 小直徑45°固定管打底焊接采用向下焊內(nèi)填絲法焊接不僅可以保證焊接質(zhì)量和外觀成形，還可以使管內(nèi)成形及余高得到很好的控制。

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