管狀對(duì)接環(huán)焊縫焊接工藝研究

孫正夏 馬寅 商浩

摘 要：創(chuàng)新螺旋焊接方式與梯形運(yùn)條方法優(yōu)化管狀對(duì)接環(huán)焊縫的焊接工藝。解決了管狀對(duì)接環(huán)焊縫在實(shí)際生產(chǎn)中焊接難度大、打磨清理工作繁瑣和易產(chǎn)生未熔合缺陷的難題。簡(jiǎn)化焊接過(guò)程和預(yù)防未熔合缺陷的產(chǎn)生。從而提高生產(chǎn)效率與一次探傷合格率。

關(guān)鍵詞：對(duì)接環(huán)焊縫；生產(chǎn)效率；未熔合缺陷

引言

管狀對(duì)接環(huán)焊縫在輸送管線、壓力容器以及各種機(jī)械結(jié)構(gòu)中普遍存在。由于焊縫結(jié)構(gòu)特殊，焊接難度大，使得管狀對(duì)接環(huán)焊縫在實(shí)際生產(chǎn)中面臨諸多技術(shù)難題。目前普遍采用水平滾動(dòng)立焊的方式進(jìn)行焊接。但是，此種焊接方法會(huì)產(chǎn)生較多焊接接頭。使得層間清理與缺陷去除的工作較為繁瑣，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低。經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)中大量探傷發(fā)現(xiàn)，此種焊縫的主要焊接缺陷為內(nèi)部未融合缺陷。本文以動(dòng)車組牽引拉桿為例，探索管狀對(duì)接環(huán)焊縫更為合適的焊接工藝。旨在優(yōu)化管狀對(duì)接環(huán)焊縫的焊接工藝性，降低焊接操作難度，提高生產(chǎn)效率，降低探傷返修報(bào)廢率。

1.現(xiàn)狀分析

1.1目前采用的焊接方式

牽引拉桿主要采用鍛打低碳鋼材質(zhì)、帶墊板的管（D70）對(duì)接形式，CO2氣保焊焊接技術(shù)，焊接過(guò)程采用水平滾動(dòng)立焊的方式進(jìn)行焊接。焊接時(shí)由于起弧溫度較低，造成起弧點(diǎn)熔深較淺、焊縫較厚，收弧時(shí)出現(xiàn)裂紋、冷縮孔等缺陷，起收弧余高也較為普遍。并且環(huán)形焊縫多層立焊必然出現(xiàn)較多接頭，層與層間清理次數(shù)多，難度大。另外缺陷及接頭焊后需全部打磨去除，修磨過(guò)程比較繁瑣，存在缺陷與接頭打磨清理不夠徹底現(xiàn)象，最終可造成焊接未熔合缺陷。

1.2目前采用的操作方法

目前牽引拉桿焊接過(guò)程中通常采用鋸齒、月牙、三角形運(yùn)條方式。采用以上幾種運(yùn)條方式，電弧與坡口面做點(diǎn)狀接觸。焊接時(shí)需注意注重坡口兩側(cè)停頓，停頓時(shí)間不易控制。若停頓時(shí)間過(guò)短則造成兩側(cè)熔合不良，若停頓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)則造成熔池金屬下淌。經(jīng)觀察部分工件發(fā)現(xiàn)，焊縫填充焊焊接完成后表面凸起，焊縫兩側(cè)與坡口面夾角較深，此結(jié)構(gòu)易殘存雜質(zhì)，在封面焊時(shí)極有可能造成焊縫內(nèi)部未熔合缺陷。

2.改進(jìn)措施

2.1螺旋式焊接方式

提出創(chuàng)新的螺旋式焊接方式：焊接時(shí)避開點(diǎn)固焊的位置，選擇20mm-30mm左右進(jìn)行打磨清根。之后焊20mm左右焊段，將起弧與收弧點(diǎn)打磨去除，并打磨成上厚下薄的蝸牛殼狀，然后將其余未焊部位打磨清根。 焊接起弧時(shí)，在厚點(diǎn)切面處起弧，焊縫路線呈螺旋拋物線軌跡與先前打磨焊段自然過(guò)渡，接頭無(wú)高點(diǎn)，每層接頭處不必?；　Ｕ瓧U采用連續(xù)焊接方式，焊接路線亦為螺旋拋物線狀一氣呵成。

圖1 螺旋式焊接示意圖

2.2梯形運(yùn)條方式

采用梯形運(yùn)條方式，見圖2。運(yùn)條軌跡沿著焊縫在兩個(gè)夾角與兩側(cè)坡口面四點(diǎn)停頓，增加了電弧與坡口的接觸面積和接觸時(shí)間，從而加大了熔深，防止未熔合缺陷產(chǎn)生。焊接后焊縫表面平整，焊縫與兩側(cè)坡口面夾角小，不易于雜質(zhì)的存留。產(chǎn)生缺陷的概率大大減小。

圖2 梯形運(yùn)條方式示意圖

3.實(shí)施效果

3.1焊接方式對(duì)比

分別采用原有焊接方式與螺旋焊接方式對(duì)牽引拉桿進(jìn)行焊接。原有焊接方式，每層存在一個(gè)接頭。起弧與收弧處需打磨清理去除形狀突變、表面缺陷，打磨工作量大而且起弧與收弧處易產(chǎn)生未熔合缺陷。螺旋焊接方式焊接只存在一個(gè)接頭，打磨工作量小，產(chǎn)生未熔合概率低。

3.2運(yùn)條方式對(duì)比

分別采用原有運(yùn)條方式與梯形運(yùn)條方式對(duì)牽引拉桿進(jìn)行焊接?？梢钥闯?，采用梯形運(yùn)條方式焊接的接頭焊縫表面平整，通過(guò)對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中的跟蹤驗(yàn)證，在提高生產(chǎn)效率的同時(shí)，射線探傷合格率顯著提升。此方式焊縫與兩側(cè)坡口熔合良好，完全避免了未熔合缺陷的產(chǎn)生。

4.結(jié)論

（1）采用螺旋焊接方式焊接對(duì)接環(huán)焊縫，將原有多層焊接的多個(gè)接頭減少至一個(gè)。大幅減少了打磨工作量，大大降低了未熔合缺陷的概率。是的生產(chǎn)效率與一次探傷合格率大幅提高。

（2）采用梯形運(yùn)條方式焊接對(duì)接環(huán)焊縫，增加了電弧與坡口的接觸面積和接觸時(shí)間，為焊縫熔合提供了有力條件，有效避免了未熔合缺陷的產(chǎn)生。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳斌，張庭旺.CO2氣保焊水平固定管對(duì)接一點(diǎn)定位焊技巧.熱加工工藝，2011年第19期