一、專業(yè)知識講解

相關工藝知識

1.管子對接焊的分類

管材對接焊根據固定位置的不同可分為水平轉動焊、水平固定焊、垂直固定焊、45°固定斜焊等幾種形式，如圖3-6-1所示。大部分管子的焊接只能單面焊，故多采用單面焊雙面成形焊法。根據管子壁厚不同，可以開V形或U形坡口以保證焊透。下面就管子對接水平固定全位置焊接做一介紹。

2.管子對接水平固定全位置焊

管子對接水平固定焊需經過仰、立、平三種焊接位置的轉換焊接，焊接熔池在各種位置轉換變化過程中形成，所以水平固定焊稱為全位置焊。這種焊接位置操作難度較大，要使焊縫成形基本一致，就更有難度，這就要求焊工在焊接位置轉換過程中，必須相應調整焊條角度才能控制好熔池形狀，否則就會產出現焊縫寬窄不一致、高低相差大的不良成形，尤其是平焊位容易出現下凹現象，仰焊位容易產生夾渣、未熔合和焊瘤等缺陷，焊道易產生焊縫中間高、兩側咬邊等缺陷。因此，焊接時應注意每個環(huán)節(jié)的操作要領。

a)管子水平轉動焊b)管子垂直固定焊。)管子水平固定焊d)管子45°固定斜焊 水平固定管的焊接，是空間全位置焊接。

為方便敘述施焊順序，將水平固定管的橫斷面看做鐘表盤，劃分成3 ﹑6﹑ 9﹑ 12等時鐘位置。通常定位焊縫在時鐘的2點、10點位置，定位焊縫長度為10 - 15 mm，厚度為2-3mm。焊接開始時，在時鐘的6點鐘位置起弧，把環(huán)焊縫分為兩個半圈，即時鐘6-3-12點位置和6-9-12點位置。焊接過程中，焊條與焊接方向管切線的夾角不斷地變化。

3.操作姿勢

小徑管管對接水平固定焊的焊工操作姿勢如圖3-6-2所示，拿焊鉗的手臂在兩腿之間胸前操作焊接，且焊工與試件要有適當距離和角度，操作時動作要穩(wěn)、準。小徑管管對接水平固定焊時，焊前應檢查裝配的定位焊、清理焊件符合要求后，按需要的高度將焊件固定在操作架上待焊，焊工要有適當的操作空間，焊前調試好焊接參數。

圖3-6-2a為焊工面對焊縫反握焊鉗操作焊接，圖3-6-2b-d為焊工斜對焊縫30°-40°的正握焊鉗焊接。

a)反握焊鉗焊接b)-d)正握焊鉗焊接

一、小徑管管對接水平固定焊開坡口和裝配方法

（1）試件材料 20無縫鋼管。

（2）試件規(guī)格 60mm x4mm，L =200mm，見圖3-6-3

（3）坡口尺寸 60°Ｖ形坡口，鈍邊為0.5-1mm。

（4）焊接材料 E4303或E5015焊條，直徑為2. 5mm或3. 2mm。

（5）焊接要求 單面焊雙面成形。

（6）試件裝配

1)修磨鈍邊為1-1. 5mm，無毛刺，錯邊量,<0.>

2)試件清理。用角向磨光機、銼刀、砂布和鋼絲刷等清理坡口正反兩面各20mm范圍內的油污、水分、氧化物、毛刺和鐵銹等，直至露出金屬光澤。

3)試件的裝配與定位焊。將清理好的試件，對齊找正、留有3-4mm間隙，用正式焊接工藝和焊接材料在試件坡口內斜平位置(上爬坡)定位焊一處即可，其焊縫長度為巧~左右，將定位焊點處理成斜坡狀并有適當的反變形。組裝后經檢查合格后，按焊位和合適的高度將管子固定在操作架上待焊。小徑管子對接水平固定焊試件如圖3-6-3所示。

二、小直徑管對接水平固定打底層焊接技術

(1)引弧

連弧焊引弧。

用堿性焊條焊接時，在起弧過程中，由于熔渣少、電弧中的保護氣體少等原因，使熔池保護效果不好，焊縫極容易出現密集氣孔，多為Ｎ2氣孔。為了防止這類現象出現，堿性焊條的引弧多采用劃擦法。在始焊處時鐘6點位置的前方l 0mm處引弧后，把電弧拉至始焊處，即時鐘6點位置進行電弧預熱，當發(fā)現坡口根部有“出汗”現象時，將焊條向坡口間隙內頂送，聽到“噗噗”聲后，稍停一下，使鈍邊每側熔化1-2mm并形成第一個熔孔，這 時引弧工作完成。

堿性焊條許用電流比同直徑的酸性焊條要小10%左右，所以，引弧過程容易出現勃焊條現象。為此，引弧過程中要求焊工手穩(wěn)、技術高，引弧及回弧動作要快、準。

(2)斷弧焊引弧

在時鐘6-5點位置，即仰焊位置引弧，用長弧進行預熱，當焊條端部出現熔化狀態(tài)時，用腕力將焊條端部的第一、第二滴熔滴甩掉。與此同時，觀察預熱處有“出汗”現象時，迅速而準確地將焊條熔滴送人始焊端間隙，稍做一下左右擺動的同時，焊條向后上方稍微推一下，然后向斜下方帶弧、滅弧，第一個熔池就這樣形成了，引弧工作結束。

2.焊條角度

(1)起焊點，即時鐘5-6點位，焊條與焊接方向管切線的夾角為80°-85°

(2)在時鐘7-8點位置，為仰焊爬坡焊，焊條與焊接方向管切線的夾角為100°-105°。

(3)在立焊位置，即時鐘9點鐘位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為90°。

(4)在立位爬坡焊位置，即時鐘10-11點位置施焊過程中，焊條與焊接方向管切線的夾角為85°-90°。

(5)在平焊位置，即時鐘12點位置焊接時，焊條與焊接方向管切線的夾角為75°-80°。

各點位置焊條角度如圖3-6-4及3-6-5所示。前半圈與后半圈相對應的焊接位置，焊條角度相同。

a)坡口尺寸b)焊條左右角度。)焊接層次

d)打底焊熔孔和焊縫成形e)、f)各種位置的焊條角度和運弧方法

3.運條方法

(1)連弧焊運條方法

電弧在時鐘6-5點位置A處引燃后，以稍長的電弧加熱該處2-3s，待引弧處坡口兩側金屬有“出汗”現象時，迅速壓低電弧至坡口根部間隙，看到有熔滴過渡并出現熔孔

時，焊條稍微左右擺動并向后上方稍推，觀察到熔滴金屬已與鈍邊金屬連成金屬小橋后，焊條稍拉開，恢復正常焊接。焊接過程中，必須采用短弧把熔滴送到坡口根部。

爬坡仰焊位置焊接時，電弧以月牙形運動并在兩側鈍邊處稍作停頓，看到熔化的金屬已掛在坡口根部間隙并熔人坡口兩側各1-2mm時再移弧。時鐘9-12點位置、3-12點位置，即水平管立焊爬坡位置焊接手法與時鐘6-9, 6-3點位置大體相同，所不同的是管子溫度開始升高，加上焊接熔滴、熔池的重力和電弧吹力等作用，在爬坡焊時極容易出現焊瘤，所以，要保持短弧快速運條。

在時鐘12點，即管平焊位置焊接時，前半圈焊縫收弧點在B點。

(2)斷弧焊運條方法。

斷弧焊每次接弧時，焊條要對準熔池前部的1∕3左右處，接觸位置要準確，使每個熔池覆蓋前一個熔池2∕3左右。滅弧動作要干凈利落，不要拉長電弧，滅弧與接弧的時間間隔要適當，其中燃弧時間約1s∕次，斷弧時間約0.8s∕次，滅弧頻率大約為:仰焊和平焊區(qū)段35-40次∕min，立焊區(qū)段40-45次∕min.焊接過程中采用短弧焊接，使電弧具有較強的穿透力，同時還要控制熔滴的過渡應盡量細小均勻，每一焊點的填充金屬不宜過多，防止熔池金屬外溢和卞墜。

焊接過程中，熔池的形狀和大小要基本保持一致，熔池液態(tài)金屬清晰明亮，熔孔始終深人每側母材1-2mmo

4.與定位焊縫接頭

焊接過程中，焊縫要與定位焊縫相接時獷焊條要向根部間隙位置頂送一下，當聽到“噗噗”聲后，將焊條快速運條到定位焊縫的另一端根部預熱，看到端部定位焊縫有“出汗”現象時，焊條要往根部間隙處壓弧，聽到“噗噗”聲后，稍作停頓，用 原先的焊接手法繼續(xù)施焊。

5.熄弧

后半圈焊縫將要與前半圈的收弧處相接時，焊接電弧應在收弧處稍停一下，預熱，然后將焊條向坡口根部間隙處壓弧，讓電弧擊穿坡口根部，聽到“噗噗”聲后稍作停頓，再繼續(xù)沿斜坡向前焊10-15 mm，填滿弧坑。

收尾處焊接時，由于此時接頭處管壁溫度已升高，滅弧時間應稍長一些，焊條熔滴送人要少一些、薄一些。嚴格控制熔池的溫度，防止根部出現焊瘤或焊漏。

三、小直徑管對接水平固定蓋面層焊接技術

1、清渣

仔細清理打底層焊縫與坡口兩側母材夾角處的熔渣、焊點與焊點疊加處的熔渣。

2. 運條方法

在時鐘5-6點位置，即仰焊位置引弧后，長弧預熱仰焊部位，將熔化的第一、第二滴熔滴甩掉，因為此時的熔滴溫度低、流動性不好。然后以短弧的方式向上送熔滴，采用月牙形運條或橫向鋸齒形運條法施焊。焊接過程中始終保持短弧，焊條擺至兩側時要稍作停頓，將坡口兩側邊緣熔化1- 2mm，使焊縫金屬與母材圓滑過渡，防止產生咬邊缺陷。

焊接過程中，熔池始終保持橢圓形狀且大小一致，熔池應明亮清晰。前半圈收弧時，要對弧坑稍填些熔化金屬，使弧坑成斜坡狀，為后半圈焊縫收尾創(chuàng)造條件。焊接后半圈之前，應把前半圈起頭部位焊縫的焊渣敲掉10-15 mm，焊縫收尾時注意填滿弧 坑。用堿性焊條焊接蓋面層時，始終用短弧預熱、焊接，引弧方法采用劃擦法。

3.焊條角度

由于根部打底層焊縫已焊完，蓋面層焊縫與根部是否焊透無關，主要技術問題是蓋面層焊縫應成形良好，余高應符合技術規(guī)定，焊縫與母材圓滑過渡，無咬邊。為此，焊條與管子焊接方向切線的夾角應比打底層焊接稍大5°左右，如圖3-6-6所示。

(1)仰焊位置，即時鐘6-7點位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為85°-90°。

(2)仰位爬坡焊位置，即時鐘7-8點位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為105°-110°。

(3)立焊位置，即時鐘9點鐘位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為95°。

(4)立位爬坡焊位置，即時鐘10-11點位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為90°-95°。

(5)平焊位置，即12點鐘位置，焊條與焊接方向管切線的夾角為75°-80°

4. 蓋面焊接前要清理好前層焊道的焊渣、飛濺物和夾角，凸起部分鏟掉修平，調試好焊接參數。焊接時焊條與管外壁的夾角與打底層焊的角度相同，運弧以月牙形和正鋸齒形為主，幅度可大些，關鍵是在于各部位的運弧速度和電弧長度，電弧運至焊道兩側要慢，以提高其兩側溫度，防止產生咬邊、中間要快，并防止中間溫度過高使焊道凸起，要特別注意電弧運至中間的弧長，寧短勿長，即可獲得寬窄一致、波紋均勻的焊縫成形。 右半圈收弧時，對弧坑稍填一些熔滴，使弧坑呈斜坡狀，以利左半圈的接頭。在左半圈焊接前需將接頭處約10㎜左右的渣殼去除，最好采用砂輪機打磨成斜坡狀。

四、操作步驟

1)熟悉圖樣、清理坡口表面和修銼鈍邊。

2)按裝配要求組裝試件，進行定位焊，并將試件水平固定在焊接支架距地面800- 900mm的高度上待焊。

3)從管子仰焊位處引弧起焊，按逆時針先焊右半圈，采用斷弧法焊至平焊位。

4)清理焊渣并修磨仰、平焊位接頭成緩坡狀。

5)變換焊接位置，焊接左半圈，在仰焊位緩坡狀處起頭或用電弧切割成緩坡狀再起 頭，用與右半圈同樣的操作方法完成打底層的焊接。

6)清理焊渣及飛濺物，焊接蓋面層，仍采用兩半圈焊法，施焊時均采用月牙形或橫

向鋸齒形運條法焊接，注意收弧時填滿弧坑。

7)焊接后，清理管件內、外焊縫的焊渣和飛濺物，檢查正、反兩面焊縫，分析問題， 總結經驗。