淺析大直徑管道水平固定手工電弧焊焊接方法

胡效國(guó)

摘要：大直徑管道在自來水給水管網(wǎng)過河鋪設(shè)中應(yīng)用比較廣泛，該管道采用Q235，6mm厚的板材做成直徑300mm的螺旋管。由于保養(yǎng)不當(dāng)，長(zhǎng)期日曬雨露，管道接頭部位極易氧化生銹，甚至銹穿，導(dǎo)致漏水。浪費(fèi)水資源，影響漏損率。現(xiàn)將近幾年在工作經(jīng)驗(yàn)積累的基礎(chǔ)上，就大直徑鋼管的換修總結(jié)的一套較適用的焊修工藝。通過實(shí)踐檢驗(yàn)該焊接工藝符合項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求，滿足了實(shí)際工作的需要。

關(guān)鍵詞：焊接;檢驗(yàn)

2018年10月一施工單位在河道疏浚工程整治中，不慎用挖機(jī)將一供水管道挖破，造成管道下部斷裂，漏水嚴(yán)重，使管網(wǎng)無法正常供水。為實(shí)現(xiàn)快速修復(fù)，以不影響居民生產(chǎn)、生活為出發(fā)點(diǎn)，經(jīng)過仔細(xì)思考與研究，成功的利用現(xiàn)有的普通設(shè)備進(jìn)行管道換修，而修復(fù)后效果良好，及時(shí)的保證了正常供水。通過實(shí)踐檢驗(yàn)得知，在艱苦條件下以及時(shí)間緊迫時(shí)，利用簡(jiǎn)單的設(shè)備，采用適當(dāng)?shù)暮附庸に囈材軌蛴行?shí)行野外搶修，保證城市及時(shí)正常供水。

一、焊縫分析

對(duì)于管道的焊修，要根據(jù)管道的損壞程度選擇不同的焊修方法。對(duì)于一般破損度不是很嚴(yán)重的情況，可采用直接焊補(bǔ)或用加焊補(bǔ)板（小面積）的方法焊修;當(dāng)破損嚴(yán)重，再加上嚴(yán)重變形時(shí)，通過常規(guī)的焊補(bǔ)方法是無法進(jìn)行修復(fù)，必須采取換補(bǔ)方法進(jìn)行換修。通過分析，對(duì)管道修復(fù)時(shí)我們面臨以下幾個(gè)問題：

1、變形嚴(yán)重，破損的位置在管道的下方;

2、焊接操作不方便。

經(jīng)過仔細(xì)分析研究，最后決定采用換管焊法進(jìn)行焊修。焊修中需要把破損、變形的管道用氣割割下來，再用一截新的管道進(jìn)行換補(bǔ)焊。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單、焊前不用預(yù)熱、焊接過程中不用輔助加熱。這不僅大大的縮短焊補(bǔ)時(shí)間，提高了維修效率，并且焊后不用回火處理等。

二、焊前準(zhǔn)備

1、場(chǎng)地準(zhǔn)備

用挖機(jī)把管道周圍的土挖走，以能夠方便操作為好。

2、管道的清洗

先用鏟刀和濕抹布將管道破損變形地方的泥沙抹洗干凈，然后將需要換焊的母管長(zhǎng)度畫好線、量好長(zhǎng)度，再用鋼絲刷將管道畫好線的四周的油漆和銹斑清理干凈，防止在氣割過程中油漆燃燒，最后用氣割割下。

3、換管的制作

用氣割割一截與割下的母管略短5mm同樣材質(zhì)（Q235A）的換管。為了使裝配時(shí)下面的間隙為2.5mm上面的間隙為3.2mm時(shí)，用角磨機(jī)把管道上面兩端各多磨掉0.7mm。

4、v型坡口的制作，及管道的清理

用角磨機(jī)將管道的兩端先磨平，然后再磨成v型坡口，在磨v型坡口時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）坡口面角度32°± 2°;

（2）鈍邊的厚度1-1.5mm之間;

（3）管道的清理，管道坡口及距坡口不小于20mm內(nèi)外壁均需要清理油漆、銹等，使其呈金屬光澤。

三、焊接設(shè)備及材料、電流的選用

1、采用逆變直流弧焊機(jī)，焊接采用反接法。

2、選用E4303酸性焊條，直徑Φ2.5mm、Φ3.2mm。焊條在使用之前應(yīng)將焊條在150℃下烘干。

四、焊接操作

完成上述準(zhǔn)備工作后，便可以焊接了。

1、裝配定位焊

首先將管道母管一端與換管一端下端進(jìn)行定位焊，焊點(diǎn)大約在10mm左右長(zhǎng)，一端定位好后再定位焊另一端，每端定位3點(diǎn)。在裝配定位時(shí)應(yīng)注意管道下面間隙保持2.5mm，上面間隙保持在3.2mm，管道軸線盡量對(duì)正，盡量減少錯(cuò)邊量（管道組合后錯(cuò)邊量應(yīng)小于1.2mm），盡量減少在相當(dāng)于“時(shí)鐘6點(diǎn)“位置的錯(cuò)邊量，以保證間隙符合工藝要求。

2.焊接方法

管道水平固定位置焊接分兩個(gè)半圓進(jìn)行。右半圓由管道截面相當(dāng)于“時(shí)鐘6點(diǎn)“位置（仰焊）起，經(jīng)相當(dāng)于“時(shí)鐘3點(diǎn)”位置（立焊）到相當(dāng)于”時(shí)鐘12點(diǎn)“位置（平焊）收弧。焊接順序是右半周，后焊左半周。焊接時(shí)，焊條的角度隨著焊接位置的變化而變化。

3.打底焊

打底焊采用斷弧逐點(diǎn)擊穿法焊接。由于焊件在未焊前溫度較低，焊條在坡口一側(cè)（相當(dāng)于“時(shí)鐘6點(diǎn)”）位置引燃電弧后，馬上壓低電弧，將焊條移動(dòng)到起焊點(diǎn)。焊條前端對(duì)準(zhǔn)坡口中心，將焊條向上頂，并做左右穩(wěn)弧動(dòng)作，借助電弧吹力擊穿坡口鈍邊，當(dāng)形成熔池聽到管內(nèi)發(fā)出電弧穿透聲后，第一個(gè)熔池即形成。熔池形成后焊條回到熔池中間位置迅速滅弧。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)熔池金屬變成暗紅色時(shí)，焊條立即在熔池中間位置引然電弧，然后做小的橫向擺動(dòng)將焊條移到融孔，擊穿兩側(cè)坡口鈍邊，形成新的融孔熔池后回到熔池中間位置滅弧。用斷弧法逐點(diǎn)進(jìn)行焊接。在仰焊區(qū)段內(nèi)焊接時(shí)，焊條要頂住鈍邊外沿，電弧壓的越低越好，以保證管內(nèi)金屬飽滿，防止產(chǎn)生內(nèi)凹。在立焊、平焊位焊接時(shí)焊條向坡口里面壓送應(yīng)淺些，防止產(chǎn)生焊瘤。另外每一根焊條焊完滅弧前，應(yīng)注意向熔池少量填充2-3滴鐵水在熄弧，防止產(chǎn)生弧坑縮孔。

接頭時(shí)應(yīng)盡量采用熱接法，即快速換焊條。在熔池還有足夠溫度時(shí)，在熔池后面焊道上5-10mm處引燃電弧，焊至熔孔壓低電弧，做一個(gè)穩(wěn)弧動(dòng)作，擊穿坡口鈍邊。當(dāng)聽到管內(nèi)焊透電弧聲后，即可正常斷弧焊接，焊至相當(dāng)于時(shí)鐘12點(diǎn)位置時(shí)，應(yīng)越過中心10-15mm再收弧。

右半周焊好后，為了保證接頭質(zhì)量，可用鋸條或扁鏟將起焊點(diǎn)和收尾處加工出一個(gè)10°-15°斜坡。左半周焊接接頭時(shí)，采用搭接，即起弧點(diǎn)潤(rùn)然越過中心10-15mm，電弧引燃后壓低電弧，運(yùn)條至起焊點(diǎn)斜坡處，將焊條上頂并做穩(wěn)弧動(dòng)作，把熔池送至背面，形成融孔熔池后即可進(jìn)行正常焊接。當(dāng)焊條焊到右半周收尾要接頭時(shí)，應(yīng)注意將焊條仰角度逐步調(diào)整為80°-90°，焊條前端對(duì)準(zhǔn)起弧點(diǎn)，并稍用力下壓電弧做一個(gè)穩(wěn)弧動(dòng)作，聽到背面發(fā)出電弧擊穿聲時(shí)稍作停留使熔池飽滿，焊過中心線5-10mm處，可滅弧。

打底層焊完后，將打底層焊縫上的融渣、飛濺、接頭凸出等用扁鏟清理干凈、平整，以防止其他焊接時(shí)出現(xiàn)夾渣和未融合。

4.填充焊

填充層采用連弧焊接，焊條角度與打底層焊相同。仰焊、立焊、平焊焊接接頭都要互相錯(cuò)開。引弧方法也與打底層焊相同。運(yùn)條方法采用月牙形或鋸齒形運(yùn)條。焊條在坡口兩側(cè)停留時(shí)間長(zhǎng)一些，在中間位置時(shí)速度要快，這樣才能防止坡口兩側(cè)出現(xiàn)夾角和夾渣。仰焊起頭一定要薄，這樣才好接頭。收頭時(shí)，焊條要在焊縫中心位置，采用滅弧的方法在熔池中少量填充2-3滴鐵水，再熄弧。

填充層焊接時(shí)，層與層之間清理要仔細(xì)，焊接時(shí)焊條角度要隨著焊接空間位置的變化而變化，最后一層焊縫應(yīng)保證管件坡口邊緣不要破壞，低于母材表面1mm左右，形成凹槽。

5.蓋面焊

蓋面層焊接方法基本與填充層一樣，但焊條橫向擺動(dòng)的幅度比填充層要寬。焊接時(shí)應(yīng)注意，焊條擺動(dòng)幅度要均勻，在坡口兩側(cè)電弧壓的越低越好，管件坡口邊緣融化0.5-1mm，焊條在坡口兩側(cè)停留時(shí)要確保管件坡口外邊融合好，避免產(chǎn)生咬邊，以使焊縫成型美觀。

五、容易產(chǎn)生的缺陷及防止方法

1.氣孔

產(chǎn)生氣孔的原因有很多：（1）焊條受潮、藥皮變質(zhì)或脫落、鋼芯銹蝕;（2）焊接電流過大造成焊條發(fā)紅而保護(hù)失效;（3）清理不當(dāng)、焊縫中留有水、油、銹、油漆、氣割殘?jiān)昂膲m土等。防止方法：選擇合格的焊條，焊前進(jìn)行烘干，溫度不宜過高或過低，焊件的接縫兩側(cè)必須清除一切水、銹、油、油漆等雜質(zhì)，焊接過程中選擇合適的焊接電流。

2.夾渣

產(chǎn)生夾渣的原因很多，如運(yùn)條不當(dāng)，焊接電流過小，坡口角度過小，焊件上留有銹斑以及焊條藥皮的物理性能不當(dāng)?shù)染鶗?huì)造成夾渣。若多層焊時(shí)每層熔渣沒有徹底清除也會(huì)造成夾渣。避免產(chǎn)生夾渣的主要方法是：采用具有良好工藝性能的焊條正確選用焊接電流，焊件坡口角度不宜過小，焊縫必須清除厚銹以及多層焊時(shí)必需層層清除焊渣等。但在操作過程中尚需注意熔渣流動(dòng)方向，特別是在采用酸性焊條焊接時(shí)，必須使熔渣在熔池的后面，若熔渣流到熔池前面，就很容易產(chǎn)生夾渣。

3.未焊透

產(chǎn)生未焊透的主要原因是：焊接電流太小、焊接速度太快、坡口角度太小、根部太高、間隙太小、焊條角度不當(dāng)及焊件有銹斑等。避免產(chǎn)生未焊透的方法是：正確地選用焊接電流和焊接速度，正確選用坡口形式和裝配間隙。

六、焊后檢驗(yàn)

焊接完成后用敲渣錘和鋼絲刷將焊縫表面清理干凈，用5倍的放大鏡檢查焊縫表面是否有裂紋、夾渣、氣孔等缺陷。如果沒有再打開水閥檢查，10分鐘后看焊縫有無滲水、漏水現(xiàn)象。無上述現(xiàn)象說明管道換補(bǔ)焊成功，最后刷上瀝青。

七、結(jié)束語

大直徑鋼管水平固定換補(bǔ)焊修復(fù)說明一個(gè)事實(shí)，管道水平固定焊采用普通的焊法、合理的焊接工藝可以達(dá)到修復(fù)的目的，也可以防止變形、未焊透、氣孔等缺陷。并且質(zhì)量能夠達(dá)到使用的要求?？傊艿罁Q補(bǔ)焊焊接工藝要點(diǎn)是完全融透焊縫、焊縫清理要仔細(xì)、焊條焊前要烘干。此次管道換補(bǔ)焊的修復(fù)實(shí)踐整個(gè)過程采取合理的焊接工藝，修復(fù)后的管道能正常使用、性能良好。這既解決野外設(shè)備不全的難題，又為我們實(shí)際操作積累了經(jīng)驗(yàn)，提高生產(chǎn)效率，能降低焊接成本，焊接質(zhì)量可靠，焊縫成型美觀，具有較廣闊的應(yīng)用。

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