淺析氬弧焊打底在管道焊接中的應(yīng)用

丁自力 慕香奎 裴先鋒 白玉

摘 要：隨著我國的綜合國力在快速的發(fā)展，社會在不斷的進(jìn)步，氬弧焊打底工藝因具有造價(jià)低、易操作、質(zhì)量高、施工速度快等優(yōu)勢而被廣泛應(yīng)用于管道焊接施工中，本文主要分析了氬弧焊打底在管道焊接中的具體應(yīng)用，以供參考。

關(guān)鍵詞：氬弧焊打底；管道焊接；技術(shù)

引言

管道焊接是很多工程項(xiàng)目的重要內(nèi)容，焊接質(zhì)量是否合格決定了項(xiàng)目實(shí)施效果。因此，在工程施工中，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況與規(guī)范要求，采取合理可行的管道焊接工藝方法，并制定有效的質(zhì)量控制措施，保證管道焊接質(zhì)量，使其充分發(fā)揮應(yīng)有作用效果，為項(xiàng)目的順利實(shí)施及發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

1 石油化工管道焊接工藝

目前，石油化工管道焊接，主要采用的工藝如下：①氬弧焊。在管道焊接作業(yè)中，利用氬弧焊，進(jìn)行底層焊接，能夠保證焊接的效果。依據(jù)電極的不同，氬弧焊可劃分為熔化極氬弧焊以及非熔化極氬弧焊。②二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊。在實(shí)際應(yīng)用中，要明確焊接位置以及技術(shù)要求。焊接前，要進(jìn)行坡口清理以及兩側(cè)表面的油污、漆層等的清理。除此之外，要進(jìn)行設(shè)備和氣路的檢查。二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊工藝，通常采用Si與Mn聯(lián)合脫氧，焊接效果較好。③焊條電弧焊填充。一般來說，石油化工管道焊接作業(yè)中，完成打底施焊作業(yè)后，要及時(shí)做好焊接作業(yè)產(chǎn)生的雜質(zhì)清理工作，比如熔渣等。若發(fā)現(xiàn)隱患點(diǎn)，要進(jìn)行清除處理，再次進(jìn)行焊接、磨平。使用焊條電弧焊填充，必須要保證底層焊縫接頭位置和焊縫接頭錯(cuò)開距離超過10mm，中層位置使用直徑參數(shù)為3.2mm的焊條。若管壁厚度參數(shù)為9mm，則設(shè)置三層焊縫，中縫使用的焊條，其直徑參數(shù)為3～5mm。

2 氬弧焊打底在管道焊接中的應(yīng)用

2.1 工程概述

本文的研究對象為金強(qiáng)川灌區(qū)水源保障二期工程的一部分，該工程主要由取水樞紐、灌溉總干管、一干支管等部分組成，引水樞紐布置在金強(qiáng)河上游，采用有壩取水方式通過灌溉總干管輸水至安門，全長7.552km。一干支管由上廟兒溝引至柏林溝，全長15.272km。灌溉一干支管在一干6#分水口分水，沿金強(qiáng)河左岸山前壟崗狀低山丘陵區(qū)分別穿過廟兒溝、甘沙溝、黃草川、野雉溝至韭菜溝。起始設(shè)計(jì)流量0.37m3/s，末端設(shè)計(jì)流量0.23m3/s，管徑分別為Φ1220×12、Φ820×9、Φ630×8與Φ529×7，沿線設(shè)各類閥井38座。在管道工程施工過程中，要求鋼管外徑誤差控制在1.5%以內(nèi)，管道安裝焊接質(zhì)量需符合水利工程建設(shè)施工及驗(yàn)收規(guī)范要求，管道焊縫25%X射線探傷達(dá)到三級片以上即為合格。對此，設(shè)計(jì)采用焊絲2.5mm進(jìn)行氬弧焊打底，427型焊條蓋面作業(yè)。

2.2 質(zhì)量檢查常態(tài)化

在管道焊接作業(yè)中，為強(qiáng)化質(zhì)量的管控，由項(xiàng)目部負(fù)責(zé)，定期進(jìn)行質(zhì)量檢查，比如周檢查。通過管道焊接質(zhì)量檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并且進(jìn)行工程亮點(diǎn)評審，對發(fā)現(xiàn)的問題追究到人，要求相關(guān)部門進(jìn)行整改。通過監(jiān)督整改，解決實(shí)際存在的問題。對工程管道焊接質(zhì)量管理亮點(diǎn)，加大宣傳以及獎(jiǎng)勵(lì)力度，進(jìn)而增強(qiáng)作業(yè)人員的焊接質(zhì)量把控意識。除此之外，要注重焊接設(shè)備的檢查。在石油化工管道焊接作業(yè)中，常用的設(shè)備包括TIG焊機(jī)以及交流焊機(jī)等，為保證焊接作業(yè)的質(zhì)量，必須要做好設(shè)備檢查，使其處于正常使用狀態(tài)。操作人員在使用設(shè)備時(shí)，必須要嚴(yán)格按照規(guī)程操作，避免超負(fù)荷使用。

2.3 焊接前的準(zhǔn)備工作

事預(yù)則立、不預(yù)則廢，要想提高管道焊接質(zhì)量和工程施工效率，在應(yīng)用氬弧焊打底工藝進(jìn)行焊接時(shí)需做好前期準(zhǔn)備工作。一是金強(qiáng)川灌區(qū)水源保障二期工程對管材質(zhì)量要求相對較高，加之工程管道安裝施工規(guī)模相對較大，施工過程中應(yīng)做好管材質(zhì)量檢查與驗(yàn)收、管材管理工作，避免管材自身質(zhì)量影響焊接質(zhì)量。同時(shí)要科學(xué)選擇管材供應(yīng)商，做好供應(yīng)商資質(zhì)、誠信調(diào)查和管材生產(chǎn)與運(yùn)輸質(zhì)量控制工作，管材到達(dá)現(xiàn)場后需對其外觀、質(zhì)量進(jìn)行檢查，剔除不規(guī)范、不合格的管材。此外，還要做好管材與閘閥推翻管理工作，可利用塑料布、木板等進(jìn)行隔離。二是在管道安裝施工過程中，為提升管道安裝效率需做好預(yù)處理工作，包括管材切割、坡口處理、管子組對與敷設(shè)等。如根據(jù)實(shí)際情況利用砂輪進(jìn)行切割，切割口需與管材中心線保持垂直，切割完成后的管子管口需做30°坡口處理，并在管段內(nèi)外1.0～2.0cm范圍進(jìn)行打磨，使其呈現(xiàn)出金屬本色。管道直徑不同其對口間隙也不同，通常情況下管道直徑超過57mm時(shí)，對口間隙需控制在2～3.5mm；管道直徑低于57mm時(shí)，對口間隙需控制在1～2mm。焊縫為直縫時(shí)管材組隊(duì)過程中，焊縫與支架的距離應(yīng)在50mm左右。三是通過構(gòu)建避風(fēng)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)焊接過程中風(fēng)速的有效控制，以降低生氣孔的產(chǎn)生。

2.4 焊縫檢測

1）外觀檢測（1）焊縫和母材之間的過渡必須保持圓滑，在焊縫的表面應(yīng)沒有缺陷，如氣孔、裂紋與夾渣，當(dāng)檢查出缺陷時(shí)，應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)立即處理。（2）焊縫的余高不能超過3mm，且其寬度比坡口處的增寬不能超過4mm，即每側(cè)增寬不能超過2mm。（3）焊縫的咬邊深度應(yīng)控制在0.5mm以內(nèi)，其兩側(cè)咬邊的總長應(yīng)不可超過焊縫總長1/5，同時(shí)也不能小于40mm。（4）當(dāng)焊縫的外觀不合格時(shí)，應(yīng)及時(shí)通過返修處理至合格，否則不允許進(jìn)行后續(xù)施工操作。2）探傷檢測將焊口焊接好后，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)開展射線檢測，檢測時(shí)的探傷級別應(yīng)按照現(xiàn)行規(guī)范確定。對于現(xiàn)場檢測人員，應(yīng)對檢測所得結(jié)果進(jìn)行分析判斷，確定是否合格，并對檢測記錄進(jìn)行填寫，以供后續(xù)隨時(shí)查看。

2.5 焊接操作與管理

采用氬弧焊打底技術(shù)進(jìn)行焊接的流程為：焊前準(zhǔn)備與檢查→氬氣保護(hù)→氬弧焊焊接→焊后處理→焊接質(zhì)量檢驗(yàn)。依據(jù)氬弧焊打底技術(shù)應(yīng)用要求，焊接過程中需控制好焊接參數(shù)（焊接電流、電弧電壓、氬氣流量、焊接速度等），以提升焊接質(zhì)量。焊接電流過高易出現(xiàn)焊縫咬邊缺陷，焊接電流過小易出現(xiàn)未焊透、未焊牢的問題。對此可采用現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)法明確焊接參數(shù)，由工藝概述可知本文所研究的管道工程氬弧焊打底焊絲為2.5mm，氬氣純度超過99.9%，其焊接參數(shù)詳見表1。實(shí)際操作過程中主要采用填絲法與自熔法進(jìn)行處理，填絲法需留有一定對接縫隙，在坡口處進(jìn)行填絲，通過斷續(xù)或連續(xù)送進(jìn)滿足焊接需求。小直徑管子焊接過程中采用自熔法進(jìn)行處理，需保證鎢極與熔池始終為垂直狀態(tài)，并在氬氣保護(hù)下控制好鈍邊熔化過程。值得注意的是氬弧焊打底焊接過程中應(yīng)選用直流弧焊機(jī)進(jìn)行操作，為降低焊接對鎢極質(zhì)量的影響應(yīng)用正極性接法進(jìn)行處理，焊接焊條應(yīng)隨取隨用并給予一定溫度的烘干處理，焊口焊接后需做好清潔工作，去除熔渣與焊縫飛濺物。

3 結(jié)語

氬弧焊打底工藝是管道焊接中應(yīng)用較為廣泛的焊接技術(shù)，其應(yīng)用對提升焊接質(zhì)量、控制焊接成本、提高管道焊接施工效率、降低勞動強(qiáng)度、提升一次焊接合格率具有顯著效果。相關(guān)工作人員應(yīng)掌握氬弧焊打底工藝，為提升管道施工質(zhì)量奠定基礎(chǔ)。

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