燕金華

（東營職業(yè)學(xué)院,山東東營,257091）

低碳鋼固定管的焊接是企業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常用到的一種焊接操作，雖然低碳鋼由于材料原因，具有較好的焊接性能，但由于管件所處空間位置的原因，在施焊過程中會(huì)遇到不同角度的焊接位置，甚至需要全方位的焊接技術(shù)，是難度較大的一種焊接操作，多數(shù)操作工人，特別是初學(xué)者往往難以掌握其操作要領(lǐng)，特別在雙面成形上焊接質(zhì)量不高，所以固定管的焊接是對(duì)操作技術(shù)要求較高的一種焊接方式，下面就中口徑低碳鋼固定管常處于兩種位置的焊接操作技術(shù)做出分析。

1 水平位置時(shí)的單面焊雙面成形操作

1.1 焊接分析

低碳鋼固定管水平位置時(shí)的焊接，施焊過程包括仰、立、平三種空間位置，屬于全位置焊接，因此固定管的水平位置的單面焊雙面成形焊接有以下特點(diǎn)：

1.1.1 管件的單面焊雙面成形焊接，對(duì)內(nèi)、外的焊接質(zhì)量都有較高的技術(shù)要求，對(duì)焊工操作水平要求高。

1.1.2 焊接位置受管件接頭曲率的影響不斷變化，相應(yīng)焊工的站立位置與焊條的運(yùn)條角度也要隨之變化，以適應(yīng)不同位置的焊接要求。

1.1.3 在焊接過程中，焊接時(shí)產(chǎn)生的熱量相對(duì)大，焊接熔池溫度難控制，焊接電流難以隨時(shí)調(diào)整，此時(shí)主要靠焊工擺動(dòng)焊條來控制熱量，因此要求焊工具有較高的操作技術(shù)水平和豐富的操作經(jīng)驗(yàn)。

1.2 焊前準(zhǔn)備

以Φ133×10的20鋼為例來說明，固定管組對(duì)后的坡口形式、各部位的組對(duì)間隙、定位焊對(duì)稱布置點(diǎn)根據(jù)工藝要求，如圖1所示。

圖1 組對(duì)尺寸示意圖

圖2 焊接順序

1.3 焊接操作

焊接過程存在平、立、仰、橫焊多種焊接工藝，且存在坡口，鋼板厚度也不是太大，選用直徑2.5 mm 的E5015焊條，采用直流反接進(jìn)行3層單道連弧焊接的形式，焊接過程如下：

水平管的打底、填充、蓋面焊接采用分兩半圈的形式進(jìn)行，焊接順序見圖2。

1.3.1 打底層的焊接

如圖2所示，從起焊點(diǎn)1處(超過管正下方10～15mm處）起弧，焊接電流70A左右，電弧穩(wěn)定燃燒后，待熔化的鐵水將坡口根部兩側(cè)連接上以后，應(yīng)立即壓低電弧，使電弧2/3以上作用于管口內(nèi)，同時(shí)沿兩側(cè)坡口鈍邊處作鋸齒和月牙形小擺動(dòng)，再控制熔孔大小一致，電弧每運(yùn)動(dòng)到坡口一側(cè)要有稍作停頓的穩(wěn)弧動(dòng)作。

1.3.2 填充層的焊接

填充層焊接時(shí)，焊條采用與焊接打底層時(shí)一樣，焊接電流稍大，約為70～75A，采用“8”字形向上擺動(dòng)運(yùn)條方式。焊條運(yùn)動(dòng)到坡口兩側(cè)時(shí)要有穩(wěn)弧動(dòng)作，同進(jìn)往下擠壓，將坡口兩側(cè)中的雜質(zhì)熔化，隨熔渣浮起，避免夾渣缺陷。

1.3.3 蓋面層的焊接

蓋面焊接時(shí)，焊條直徑采用稍大一號(hào)，焊接電流加大到115～120A，焊接方式與填充層的焊接相同，只是電弧盡量壓低，擺動(dòng)動(dòng)作要適中，電弧在管的坡口兩側(cè)各2 mm處稍作停留，避免產(chǎn)生咬邊及焊層下墜等缺陷。

1.4 焊接時(shí)的注意事項(xiàng)

1.4.1 打底層焊時(shí)，如果電弧向管內(nèi)送進(jìn)深度不夠時(shí)，將產(chǎn)生焊縫背面的內(nèi)凹缺陷。

1.4.2 打底層焊時(shí)，鋸齒或月牙形向上運(yùn)條的幅度不宜過大，否則將會(huì)產(chǎn)生焊縫背面的未熔合及咬邊等缺陷。

1.4.3 當(dāng)打底焊施焊超過9點(diǎn)（(3點(diǎn)）到10點(diǎn)半（(1點(diǎn)半）位置時(shí)，電弧的深度（穿過坡口間隙）應(yīng)為1/2為宜，而10點(diǎn)半到1點(diǎn)半位置時(shí)電弧的穿透深度為1/3為宜，同時(shí)要加大焊接速度，否則將易產(chǎn)生燒穿，背面產(chǎn)生焊瘤。施焊時(shí)，焊條應(yīng)隨管子的曲率變化而變化，焊條角度變化見圖3，另一半圈的焊接方式與上半圈的焊接相同。

1.4.4 填充焊時(shí)要注意填充焊層應(yīng)平整，比管面要低1.5mm左右，并保持兩側(cè)坡口邊沿的完好無損，給下一步焊接打好基礎(chǔ)，焊條傾角變化與打底焊相同。

圖3 焊條傾角變化

圖4 垂直固定管的焊接順序

2 垂直固定管的焊接操作方式

垂直固定管的焊接，管件處于垂直狀態(tài)，焊縫處于水平位置，屬于橫焊。

2.1 焊接前分析

2.1.1 由于焊縫處于水平位置，下坡口能托熔化后的鐵水，填充層與蓋面層焊接時(shí)均為疊加堆焊，焊接過程和熔池溫度相比水平固定管焊接時(shí)容易控制。

2.1.2 由于熔池鐵水因自重而下淌，所以打底層焊接時(shí)比普通立焊要困難。

2.1.3 要特別注意填充層、蓋面層的堆焊焊接易產(chǎn)生層間夾渣與未熔合等缺陷。

2.2 焊前準(zhǔn)備

采用與以前相同的管件，根部間隙為3mm，運(yùn)用直流反接。焊接組對(duì)時(shí)，在管徑周長的1/3處點(diǎn)焊固定，定位焊長小于10mm，高3mm左右，定位焊兩端加工成陡坡狀。

2.3 焊接操作

管子垂直固定單面焊雙面成形的焊接分3層6道，焊縫連弧焊接完成，各層焊道的排列順序如圖4所示。

垂直固定管的焊接，由于管子的橫焊是弧線形，注意，在焊接過程中焊條傾角要隨管子的曲率弧線的變化而變化，不然的話容易出現(xiàn)焊肉下墜、夾渣、局部“冷接”等焊接缺陷，這樣會(huì)嚴(yán)重影響焊縫的外觀和焊接的質(zhì)量的。

2.3.1 低碳鋼固定管的打底層焊接。

低碳鋼固定管打底層焊接時(shí)的焊條傾角為70°～75°，下傾角為50°～60°。電弧引燃后，焊條首先要對(duì)準(zhǔn)坡口上方根部，壓低電弧，作1～2s的穩(wěn)弧動(dòng)作，并擊穿坡口根部，形成一個(gè)熔池和熔孔，然后作斜圓圈運(yùn)條上下擺動(dòng)小動(dòng)作，焊條運(yùn)動(dòng)方式見圖5，焊條送進(jìn)深度的1/2電弧在管內(nèi)燃燒。

圖5 垂直固定管的焊接運(yùn)條方式焊條角度

當(dāng)一條焊縫在焊接結(jié)束時(shí)，采用止確的中斷電弧的方法稱為收弧。如果焊縫收尾時(shí)采用立即拉斷電弧的方法，則會(huì)形成低于焊件表面的弧坑，容易產(chǎn)生應(yīng)力集中和減弱接頭強(qiáng)度。導(dǎo)致產(chǎn)生弧坑裂紋、疏松、氣孔、夾渣等現(xiàn)象。

當(dāng)換焊條或臨時(shí)停弧時(shí)，應(yīng)將電弧逐漸引向坡口的斜前方，同時(shí)慢慢抬高焊條，使熔池逐漸縮小。當(dāng)液體金屬凝固后，一般不會(huì)出現(xiàn)缺陷。焊縫完成時(shí)的收尾動(dòng)作不僅是熄滅電弧，而且要填滿弧坑。

施焊中要注意焊條的傾角要隨管子的曲率弧度變化而變化；要控制熔池溫度，保持熔孔的形狀，只有這樣才能焊出理想與質(zhì)量好的打底焊縫。

2.3.2 低碳鋼固定管的填充層焊接。

低碳鋼固定管的填充層焊接采取2道焊縫疊加堆焊而成的方法，采用后一道焊縫壓前一道焊縫的1/2的方法進(jìn)行焊縫排列，采用直線運(yùn)條，焊道要窄，電弧要低，焊接速度要適中，施焊中要隨管的曲率弧度改變焊條角度，防止“混渣”及熔渣越過焊條，合適的焊條角度見圖6。

填充層的高度應(yīng)比管平面低1.5～2mm為宜，并將上下坡口輪廓邊沿線保持完好。

2.3.3 低碳鋼固定管的蓋面層焊接。

低碳鋼固定管的蓋面層焊接方法與填充層基本相同，其唯一區(qū)別就是運(yùn)條方式有所不同，運(yùn)條時(shí)應(yīng)壓低電弧，焊條作斜橢圓形擺動(dòng)，每道焊縫相互塔接1/2，每道焊縫焊完要清渣，這樣可使焊出的表面焊縫成形美觀，圓滑過渡，無咬邊缺陷。

兩種焊接方式的接縫結(jié)構(gòu)簡單，但焊接操作卻包含了多種焊接方法，通過對(duì)這兩種固定管焊接的操作的分析，對(duì)焊接操作有較強(qiáng)的使用價(jià)值。

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