殷宗香

【摘要】熱網(wǎng)主管道主要為#20鋼Φ1016×12管，以往，我們?cè)诖笾睆焦艿篮附又?，絕大部分仍然采用手工電弧焊封底，手工電弧焊填充蓋面工藝。最突出的問題是焊工勞動(dòng)強(qiáng)度大，焊接效率低，而且焊接質(zhì)量在很大程度上不易保證，特別是對(duì)質(zhì)量要求高的大口徑管道的焊接更是如此。我們研究決定，采用CO2半自動(dòng)焊新工藝用于大口徑管道焊接上，CO2氣體保護(hù)焊具有生產(chǎn)效率高、對(duì)油繡不敏感、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際焊接過程中，由于熱網(wǎng)管道多處于高空或地下，坡口的加工無法采用機(jī)械加工，只能采用手工氣割切割的方法加工坡口，而CO2半自動(dòng)焊對(duì)對(duì)口要求比較高，對(duì)口間隙一般為1.6-2.0mm左右，由于手工切割技術(shù)及管道所處的空間位置原因，對(duì)口間隙很難達(dá)到要求，不能保證焊接質(zhì)量。為此我們經(jīng)過實(shí)踐，先采用結(jié)構(gòu)鋼焊條J422或J507焊條進(jìn)行封底焊，再采用CO2半自動(dòng)焊進(jìn)行填充蓋面，焊接中取得了較好的效果，使我廠在大口徑管道焊接中獲得了較大的突破。

【關(guān)鍵詞】大直徑管道；結(jié)構(gòu)鋼焊條；CO2半自動(dòng)焊；應(yīng)用

1、焊前準(zhǔn)備

1.1設(shè)備選用：手工電弧焊焊封底設(shè)備選用國產(chǎn)奧太ZX7-400焊機(jī)。CO2半自動(dòng)焊設(shè)備選用北洋世紀(jì)NBR-350，送絲機(jī)構(gòu)LN-23P。

1.2焊接材料的選擇

1.2.1焊條選用大西洋牌J422。直徑為3.2mm，此類焊條焊接工藝性能好，抗風(fēng)能力強(qiáng)，對(duì)氣孔敏感性差，焊接成型美觀，能適應(yīng)全位置焊接。1.2.2自保護(hù)焊絲是金橋H08MnSiA。直徑為1.6mm，此類焊絲使用方便，受環(huán)境制約的條件少，焊接過程中容易控制，具有優(yōu)良的焊接工藝性能，電弧穩(wěn)定、飛濺小、挺度適中、運(yùn)絲順暢、焊縫平整美觀。其化學(xué)成分見表一。

表一

C Mn Si S P Ni

≤0.11 1.8～2.1 0.65～0.95 ≤0.03 ≤0.03- ≤0.30

1.2.3焊條的化學(xué)成分、機(jī)械強(qiáng)度應(yīng)與母材相同且匹配，兼顧工作條件和工藝性。

2、焊接工藝及操作方法

2.1焊接材料的保管、烘干、使用

2.1.1焊條保管時(shí)嚴(yán)防潮濕、生銹。使用前嚴(yán)格按規(guī)定烘干，烘干溫度為150-250度，烘焙時(shí)間為1-2小時(shí)，使用時(shí)應(yīng)放在焊條保溫桶內(nèi)，隨用隨取。

2.1.2焊絲：盡可能封閉保管，不可使用帶銹斑的焊絲，以免產(chǎn)生氣孔。

2.2焊口裝配組對(duì)

2.2.1對(duì)于采用氧乙炔焰切割及加工坡口必須除去坡口表面的氧化皮、熔渣及影響接頭質(zhì)量的表面層，并應(yīng)將凹凸不平處打磨平整。

2.2.2坡口型式及尺寸見圖一。坡口均采用V型坡口，坡口角度60°土5°。組對(duì)前應(yīng)徹底清理坡口附近內(nèi)外側(cè)的油、水銹等污物，對(duì)口間隙為2.0-4.0毫米，鈍邊為1.6土0.4毫米，鈍邊太大及對(duì)口間隙過小易產(chǎn)生未焊透缺陷。

2.2.3點(diǎn)固焊：管道組對(duì)合格后，方可進(jìn)行定位焊，定位焊應(yīng)與正式焊接要求相同，焊縫厚度為2-4mm，且不超過管壁厚度的2/3，定位焊不應(yīng)小于三處，沿圓周均勻分布。定位焊長度應(yīng)為10-15mm。

2.2.4焊前預(yù)熱：冬季焊接時(shí)，當(dāng)焊件溫度低于0℃時(shí)，所有鋼材應(yīng)在施焊處100mm范圍內(nèi)預(yù)熱到15℃以上。

2.3焊接操作方法

2.3.1封底焊道采用J422焊條，采用直流反接法，開始從底部即6點(diǎn)鐘位置施焊，焊接電流一般為100-120A，一般采用斷弧焊法，焊接時(shí)要求單面焊雙面成型，背面焊縫要求焊波均勻，不可脫節(jié)，接頭均需打磨。封底是整個(gè)焊接過程中最重要的一道焊縫，必須保證根部焊透。封底全部完成后，用鋼絲刷及角向磨光機(jī)把表面焊渣及突出部分徹底的清理，避免產(chǎn)生死角，以免在下道焊接時(shí)產(chǎn)生夾渣。

2.3.2填充焊道的焊接：填充采用CO2半自動(dòng)焊，填充焊道的焊接是為蓋面打基礎(chǔ)的，填充幾次多取決于母材的厚度，填充時(shí)的焊接電壓在18-20V之間，送絲速度為60-110in/min，絲干伸出導(dǎo)電嘴長度為19-21mm左右，填充焊時(shí)即要有一定的熔深，又要保證不被燒穿，應(yīng)保持焊縫均勻平整及坡口兩側(cè)熔合良好，為防止氣孔及夾渣的產(chǎn)生接頭越少越好。

2.3.3層間接頭應(yīng)錯(cuò)開，每一層焊接結(jié)束，都要徹底清除焊渣、飛濺，檢查有無缺陷，將突出部分及高低不平處進(jìn)行打磨，以利于下一層的焊接，層間形狀應(yīng)為平滑凹形，其它形狀均成形不良。

2.3.4蓋面焊道的焊接：蓋面前的填充焊道的高度，以低于母材0.5mm的高度為最佳，蓋面焊時(shí)，要保證焊縫具有良好的成型，為防止咬邊、氣孔等缺陷的產(chǎn)生。焊接電壓與焊接電流應(yīng)比填充時(shí)稍低一點(diǎn)。焊縫表面余高應(yīng)控制在0-1.6mm之間，不宜超高過多，但底部允許余高可比平面及立面稍高一些。

2.4焊接時(shí)的注意事項(xiàng)

2.4.1所有焊接引弧應(yīng)在坡口內(nèi)，不得在坡口以外的母材上有電弧擦傷，對(duì)于收弧處產(chǎn)生的縮孔缺陷，必須打磨干凈后再進(jìn)行施焊。

2.4.2層間接頭應(yīng)錯(cuò)開，每一層焊接結(jié)束，都要徹底清除焊渣、飛濺，檢查有無缺陷，將突出部分及高低不平處進(jìn)行打磨，以利于下一層的焊接，層間形狀應(yīng)為平滑凹形，其它形狀均成形不良。

2.4.3每層焊縫的厚度不能太厚，熔池中的鐵水太多或焊接速度太慢，都可能造成鐵水下淌或產(chǎn)生氣孔等缺陷。對(duì)于厚度較大且坡口寬度太寬的焊縫，可采用多層多道的焊接方法，以達(dá)到所要求的焊縫寬度及高度。

2.4.4氣體流量不易過大或過小，焊絲直徑Ф不大于1.2mm，流量為8-15L/min，焊絲直徑Ф大于1.2mm，流量為15-25L/min。

2.4.5防氣孔：

A、焊絲含Mn、Si量要比鋼材高好，含碳量小于0.1%，可減少CO氣孔。

B、清除焊絲板材表面雜質(zhì)油污等，提純干燥二氧化碳?xì)怏w，可以減氫氣孔。

C、流量不能太小和太大、焊速不能太快、嘴不能堵塞等，否則氣體保護(hù)不好，會(huì)把空氣卷入或帶進(jìn)焊接區(qū)。二氧化碳純度要高，氣管不要漏氣，這樣可以防氮?dú)饪住?/p>

D、室外進(jìn)行CO2氣體保護(hù)焊時(shí)，如果風(fēng)力影響焊接作業(yè)應(yīng)當(dāng)采取必要的防風(fēng)措施。

2.4.6焊接操作的組合：在焊接較大直徑管口時(shí)為提高效率及保證層間溫度可采用3人組合。

2.4.7焊接結(jié)束后，應(yīng)仔細(xì)清理焊縫表面的飛濺。檢查有無氣孔、未熔合等缺陷。如有，及時(shí)處理。

3、總結(jié)

3.1焊接效率比手工焊提高2倍以上。以供熱管道Φ1016×12管口焊接為例。每人每天平均可焊接兩道焊口以上。與手工焊相比可明顯降低焊工勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件，提高了生產(chǎn)率。

3.2可保證焊接質(zhì)量。

4、結(jié)束語

經(jīng)過熱網(wǎng)管道更換焊接現(xiàn)場(chǎng)實(shí)焊證明，該技術(shù)不僅能夠滿足管道焊接的要求，而且還具有提高焊接質(zhì)量，提高工作效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善焊接環(huán)境等許多優(yōu)點(diǎn)。因此種組合焊接方法具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。