淺談固定管斜45°對(duì)接氬電聯(lián)焊單面焊雙面成形技術(shù)

陳安新

摘 要：斜45°固定管管對(duì)接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之間的一種焊接操作方法。該文是采用氬弧焊方法進(jìn)行打底層焊縫的焊接，而后再用焊條電弧焊進(jìn)行填充層、蓋面層焊縫的焊接，這是兩種焊接方法的組合，簡稱氬電聯(lián)焊。氬電聯(lián)焊既可以保證焊縫質(zhì)量，又可提高生產(chǎn)率，也能達(dá)到節(jié)約材料的目的。氬電聯(lián)電的方法多用于重要或質(zhì)量要求較高的管道焊接。

關(guān)鍵詞：焊接 斜45°固定管 氬電聯(lián)焊 單面焊雙面成形 質(zhì)量

中圖分類號(hào)：TG441 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（a）-0059-02

斜45°固定管管對(duì)接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之間的一種焊接操作方法，在焊接過程中如果操作不當(dāng)就可能會(huì)出現(xiàn)咬邊、熔合不良、焊瘤、下墜、夾渣等缺陷，所以，焊縫成形較為困難，其操作與水平固定管對(duì)接焊操作基本相似。所不同的是在仰焊位置焊接時(shí)，焊條應(yīng)作斜拉擺動(dòng)，在坡口上側(cè)多做停留；在平焊位置時(shí)，焊條斜拉方向與仰焊位置相反，無論管子怎樣傾斜，盡可能地保持熔池為水平狀態(tài)，避免出現(xiàn)坡口上側(cè)咬邊，坡口下側(cè)液態(tài)金屬下墜而堆積的缺陷。焊接過程中由于設(shè)備、材料、工藝及操作等原因，使得形成的焊縫達(dá)不到質(zhì)量要求，從而對(duì)結(jié)構(gòu)的工作質(zhì)量和使用壽命產(chǎn)生嚴(yán)重影響。下面結(jié)合筆者教學(xué)工作經(jīng)驗(yàn)，以Φ108 mm×8 mm固定管斜45°對(duì)接氬電聯(lián)焊為例說明其操作過程。

1 焊前準(zhǔn)備

焊前準(zhǔn)備主要是進(jìn)行設(shè)備性能的調(diào)試確認(rèn)，母材材質(zhì)、坡口形式確認(rèn)，焊材規(guī)格材質(zhì)、烘干情況確認(rèn)，勞保用品穿戴好，調(diào)整好心態(tài)，裝配定位等。

1.1 焊件

20鋼無縫鋼管，Φ108 mm×8 mm×100 mm，在管的一端開30°坡口，兩件。

1.2 焊接材料

焊絲：采用H08A。

焊條：采用E5015型，直徑3.2 mm。要求焊條不得變質(zhì)，藥皮不得開裂或脫落，用前烘至300 ℃～350 ℃，恒溫2 h，隨用隨取。

鎢極：鈰鎢Φ2.5 mm。

氬氣：純度為99.9%。

1.3 焊接電源

焊接電源采用逆變直流氬弧/手工兩用焊機(jī)WSME—315，直流正接。

1.4 輔助工具及量具

輔助工具及量具有角磨機(jī)、焊條保溫筒、清渣錘、鋼絲刷、鋼筋尺等。

2 焊前裝配定位

2.1 焊前清理

在坡口及坡口兩側(cè)邊緣各10～15 mm范圍內(nèi)用角磨砂輪打磨，使之呈現(xiàn)出金屬光澤，清除油、污、銹、垢，修銼鈍邊0.5～1.0 mm，焊絲也要進(jìn)行同樣的處理。

2.2 焊前裝配定位

裝配間隙為3.0～3.5 mm，最小間隙應(yīng)位于坡口的仰焊位置，錯(cuò)邊量盡可能小，一般不大于0.5 mm，如圖1所示。定位焊兩處，位于10點(diǎn)和2點(diǎn)處，定位焊縫長度約10～15 mm，要求焊透，并不得有焊接缺陷，若出現(xiàn)缺陷應(yīng)鏟除重焊，焊點(diǎn)兩側(cè)進(jìn)行修磨，使斜度盡可能小，保證接頭處打底圓滑過渡。

3 焊接操作工藝

3.1 確定焊接工藝參數(shù)

固定管斜45°對(duì)接氬電聯(lián)焊的焊接參數(shù)的選擇如表1所示。

3.2 焊接操作

3.2.1 打底層焊接

打底焊接是難度最大的一個(gè)環(huán)節(jié)，在斜45°固定管對(duì)接焊接過程中，從兩側(cè)立向上焊接，分兩半部分完成打底焊接，如圖2所示。

在焊接時(shí)，為保證坡口上側(cè)和坡口下側(cè)的受熱量均勻，應(yīng)通過焊嘴的擺動(dòng)，左右平行運(yùn)動(dòng)，從而促使熔池始終保持在水平位置上，在保證焊透的情況下，焊接速度應(yīng)快些。在起焊時(shí)，焊工側(cè)面蹲好，右手拿氬弧焊槍，左手拿焊絲，引弧點(diǎn)應(yīng)超過6點(diǎn)位置10～20 mm，待電弧穩(wěn)定燃燒后，將電弧壓低在坡口鈍邊同時(shí)熔化的情況下，從坡口鈍邊處采用間斷送絲法進(jìn)行送絲，焊絲盡量送至坡口間隙內(nèi)部，焊槍做稍有橫向小擺動(dòng)的向上運(yùn)動(dòng)。

3.2.2 填充層焊接

填充層焊縫的焊接起焊點(diǎn)與打底層焊接的起焊點(diǎn)要錯(cuò)開10～15 mm。填充層的焊接，相對(duì)比較容易，使用3.2 mm的焊條，采用斜橢圓形運(yùn)條，電弧在上坡口處停頓時(shí)間要比在下坡口處稍長，焊條與管子切線方向的夾角比根部焊道焊接時(shí)大5°左右。由于工件的溫度整體已經(jīng)較高，焊接熱輸入比打底要小一些，一般是將焊接速度略微提高一下。考慮在仰焊位置鐵水的流動(dòng)性、受力情況，焊層要薄，厚度一般控制在2 mm左右，并且控制焊波呈水平或接近水平方向，有利于熔渣的浮出，防止內(nèi)部焊接缺陷的產(chǎn)生，必須保證填充焊接后，加工坡口邊緣清晰可見，一般焊縫低于母材外表面0.5～1 mm，為保證蓋面焊接的焊縫寬度、直線度等打下基礎(chǔ)。

斜45°固定管對(duì)接蓋面焊接，與水平固定、垂直固定等有獨(dú)特之處，主要表現(xiàn)在起頭、運(yùn)條、收弧3個(gè)方面。如圖3所示，具體操作如下所述。

（1）起頭。

打底層焊接完畢后，焊道較寬，引弧后按照?qǐng)D3（a）1～4所示順序進(jìn)行焊接，焊接厚度仍然要薄，要求不大于焊條直徑。起頭時(shí)以上坡口過中心線10～15 mm開始，向右斜拉，以斜橢圓形運(yùn)條，使起頭呈下坡口處高而上坡口處低的尖角形斜坡狀。后半部分在立向上焊接時(shí)，形成“入”字形接頭，保證圓滑過渡。

（2）運(yùn)條。

焊接起弧后，轉(zhuǎn)入正常的運(yùn)條焊接。為保證良好的成形，處理好鐵水的受力問題，運(yùn)條須控制焊波呈水平狀態(tài)。焊接時(shí)，擺動(dòng)幅度1～2mm，在兩端停留時(shí)間一般為0.5～1 s，使熔化金屬覆蓋量增加。

（3）收弧。

收尾時(shí)，斜橢圓形運(yùn)條由大到小，也呈尖角形斜坡，下半周焊接時(shí)以尖角處開始，用從小到大的斜橢圓形運(yùn)條，直至平焊上接頭，斜拉橢圓形由大到小與前半周焊縫收尾的尖角形斜坡吻合。收弧時(shí)，盡量使焊波的中間略低一些，防止產(chǎn)生焊接缺陷的同時(shí)，也為蓋面層焊接打下良好的基礎(chǔ)。

3.2.3 蓋面層焊接

為確保蓋面成形質(zhì)量，蓋面焊接仍使用3.2 mm的焊條。蓋面焊接主要是為了獲得良好的外觀焊接成型，焊接熱輸入要相對(duì)降低，焊接速度也相應(yīng)提高。

4 焊縫清理

試件焊完后，用清渣錘、鋼絲刷將焊渣、焊接飛濺物等清理干凈，嚴(yán)禁動(dòng)用機(jī)械工具進(jìn)行清理，使焊縫處于原始狀態(tài)，交付專職檢驗(yàn)前不得對(duì)各種焊接缺陷進(jìn)行修補(bǔ)。

5 結(jié)語

（1）根據(jù)上述焊接工藝，焊后焊縫表面成形美觀，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)缺陷，焊口合格。依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)JB/T 4730—2005，焊縫射線探傷一次送檢合格率達(dá)99%以上。

（2）綜上所述，固定管斜45°對(duì)接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之間的一種焊接操作方法，其綜合性非常強(qiáng)。

參考文獻(xiàn)

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