 一、专业知识讲解 相关工艺知识 1.管子对接焊的分类 管材对接焊根据固定位置的不同可分为水平转动焊、水平固定焊、垂直固定焊、45°固定斜焊等几种形式，如图3-6-1所示。大部分管子的焊接只能单面焊，故多采用单面焊双面成形焊法。根据管子壁厚不同，可以开V形或U形坡口以保证焊透。下面就管子对接水平固定全位置焊接做一介绍。 2.管子对接水平固定全位置焊 管子对接水平固定焊需经过仰、立、平三种焊接位置的转换焊接，焊接熔池在各种位置转换变化过程中形成，所以水平固定焊称为全位置焊。这种焊接位置操作难度较大，要使焊缝成形基本一致，就更有难度，这就要求焊工在焊接位置转换过程中，必须相应调整焊条角度才能控制好熔池形状，否则就会产出现焊缝宽窄不一致、高低相差大的不良成形，尤其是平焊位容易出现下凹现象，仰焊位容易产生夹渣、未熔合和焊瘤等缺陷，焊道易产生焊缝中间高、两侧咬边等缺陷。因此，焊接时应注意每个环节的操作要领。 a)管子水平转动焊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，是空间全位置焊接。 为方便叙述施焊顺序，将水平固定管的横断面看做钟表盘，划分成3 ﹑6﹑ 9﹑ 12等时钟位置。通常定位焊缝在时钟的2点、10点位置，定位焊缝长度为10 - 15 mm，厚度为2-3mm。焊接开始时，在时钟的6点钟位置起弧，把环焊缝分为两个半圈，即时钟6-3-12点位置和6-9-12点位置。焊接过程中，焊条与焊接方向管切线的夹角不断地变化。 3.操作姿势 小径管管对接水平固定焊的焊工操作姿势如图3-6-2所示，拿焊钳的手臂在两腿之间胸前操作焊接，且焊工与试件要有适当距离和角度，操作时动作要稳、准。小径管管对接水平固定焊时，焊前应检查装配的定位焊、清理焊件符合要求后，按需要的高度将焊件固定在操作架上待焊，焊工要有适当的操作空间，焊前调试好焊接参数。 图3-6-2a为焊工面对焊缝反握焊钳操作焊接，图3-6-2b-d为焊工斜对焊缝30°-40°的正握焊钳焊接。 a)反握焊钳焊接b)-d)正握焊钳焊接 一、小径管管对接水平固定焊开坡口和装配方法 （1）试件材料 20无缝钢管。 （2）试件规格 60mm x4mm，L =200mm，见图3-6-3 （3）坡口尺寸 60°Ｖ形坡口，钝边为0.5-1mm。 （4）焊接材料 E4303或E5015焊条，直径为2. 5mm或3. 2mm。 （5）焊接要求 单面焊双面成形。 （6）试件装配 1)修磨钝边为1-1. 5mm，无毛刺，错边量,<0.> 2)试件清理。用角向磨光机、锉刀、砂布和钢丝刷等清理坡口正反两面各20mm范围内的油污、水分、氧化物、毛刺和铁锈等，直至露出金属光泽。 3)试件的装配与定位焊。将清理好的试件，对齐找正、留有3-4mm间隙，用正式焊接工艺和焊接材料在试件坡口内斜平位置(上爬坡)定位焊一处即可，其焊缝长度为巧~左右，将定位焊点处理成斜坡状并有适当的反变形。组装后经检查合格后，按焊位和合适的高度将管子固定在操作架上待焊。小径管子对接水平固定焊试件如图3-6-3所示。 二、小直径管对接水平固定打底层焊接技术 (1)引弧 连弧焊引弧。 用碱性焊条焊接时，在起弧过程中，由于熔渣少、电弧中的保护气体少等原因，使熔池保护效果不好，焊缝极容易出现密集气孔，多为Ｎ2气孔。为了防止这类现象出现，碱性焊条的引弧多采用划擦法。在始焊处时钟6点位置的前方l 0mm处引弧后，把电弧拉至始焊处，即时钟6点位置进行电弧预热，当发现坡口根部有“出汗”现象时，将焊条向坡口间隙内顶送，听到“噗噗”声后，稍停一下，使钝边每侧熔化1-2mm并形成第一个熔孔，这 时引弧工作完成。 碱性焊条许用电流比同直径的酸性焊条要小10%左右，所以，引弧过程容易出现勃焊条现象。为此，引弧过程中要求焊工手稳、技术高，引弧及回弧动作要快、准。 (2)断弧焊引弧 在时钟6-5点位置，即仰焊位置引弧，用长弧进行预热，当焊条端部出现熔化状态时，用腕力将焊条端部的第一、第二滴熔滴甩掉。与此同时，观察预热处有“出汗”现象时，迅速而准确地将焊条熔滴送人始焊端间隙，稍做一下左右摆动的同时，焊条向后上方稍微推一下，然后向斜下方带弧、灭弧，第一个熔池就这样形成了，引弧工作结束。 2.焊条角度 (1)起焊点，即时钟5-6点位，焊条与焊接方向管切线的夹角为80°-85° (2)在时钟7-8点位置，为仰焊爬坡焊，焊条与焊接方向管切线的夹角为100°-105°。 (3)在立焊位置，即时钟9点钟位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为90°。 (4)在立位爬坡焊位置，即时钟10-11点位置施焊过程中，焊条与焊接方向管切线的夹角为85°-90°。 (5)在平焊位置，即时钟12点位置焊接时，焊条与焊接方向管切线的夹角为75°-80°。 各点位置焊条角度如图3-6-4及3-6-5所示。前半圈与后半圈相对应的焊接位置，焊条角度相同。 a)坡口尺寸b)焊条左右角度。)焊接层次 d)打底焊熔孔和焊缝成形e)、f)各种位置的焊条角度和运弧方法 3.运条方法 (1)连弧焊运条方法 电弧在时钟6-5点位置A处引燃后，以稍长的电弧加热该处2-3s，待引弧处坡口两侧金属有“出汗”现象时，迅速压低电弧至坡口根部间隙，看到有熔滴过渡并出现熔孔 时，焊条稍微左右摆动并向后上方稍推，观察到熔滴金属已与钝边金属连成金属小桥后，焊条稍拉开，恢复正常焊接。焊接过程中，必须采用短弧把熔滴送到坡口根部。 爬坡仰焊位置焊接时，电弧以月牙形运动并在两侧钝边处稍作停顿，看到熔化的金属已挂在坡口根部间隙并熔人坡口两侧各1-2mm时再移弧。时钟9-12点位置、3-12点位置，即水平管立焊爬坡位置焊接手法与时钟6-9, 6-3点位置大体相同，所不同的是管子温度开始升高，加上焊接熔滴、熔池的重力和电弧吹力等作用，在爬坡焊时极容易出现焊瘤，所以，要保持短弧快速运条。 在时钟12点，即管平焊位置焊接时，前半圈焊缝收弧点在B点。 (2)断弧焊运条方法。 断弧焊每次接弧时，焊条要对准熔池前部的1∕3左右处，接触位置要准确，使每个熔池覆盖前一个熔池2∕3左右。灭弧动作要干净利落，不要拉长电弧，灭弧与接弧的时间间隔要适当，其中燃弧时间约1s∕次，断弧时间约0.8s∕次，灭弧频率大约为:仰焊和平焊区段35-40次∕min，立焊区段40-45次∕min.焊接过程中采用短弧焊接，使电弧具有较强的穿透力，同时还要控制熔滴的过渡应尽量细小均匀，每一焊点的填充金属不宜过多，防止熔池金属外溢和卞坠。 焊接过程中，熔池的形状和大小要基本保持一致，熔池液态金属清晰明亮，熔孔始终深人每侧母材1-2mmo 4.与定位焊缝接头 焊接过程中，焊缝要与定位焊缝相接时犷焊条要向根部间隙位置顶送一下，当听到“噗噗”声后，将焊条快速运条到定位焊缝的另一端根部预热，看到端部定位焊缝有“出汗”现象时，焊条要往根部间隙处压弧，听到“噗噗”声后，稍作停顿，用 原先的焊接手法继续施焊。 5.熄弧 后半圈焊缝将要与前半圈的收弧处相接时，焊接电弧应在收弧处稍停一下，预热，然后将焊条向坡口根部间隙处压弧，让电弧击穿坡口根部，听到“噗噗”声后稍作停顿，再继续沿斜坡向前焊10-15 mm，填满弧坑。 收尾处焊接时，由于此时接头处管壁温度已升高，灭弧时间应稍长一些，焊条熔滴送人要少一些、薄一些。严格控制熔池的温度，防止根部出现焊瘤或焊漏。 三、小直径管对接水平固定盖面层焊接技术 1、清渣 仔细清理打底层焊缝与坡口两侧母材夹角处的熔渣、焊点与焊点叠加处的熔渣。 2. 运条方法 在时钟5-6点位置，即仰焊位置引弧后，长弧预热仰焊部位，将熔化的第一、第二滴熔滴甩掉，因为此时的熔滴温度低、流动性不好。然后以短弧的方式向上送熔滴，采用月牙形运条或横向锯齿形运条法施焊。焊接过程中始终保持短弧，焊条摆至两侧时要稍作停顿，将坡口两侧边缘熔化1- 2mm，使焊缝金属与母材圆滑过渡，防止产生咬边缺陷。 焊接过程中，熔池始终保持椭圆形状且大小一致，熔池应明亮清晰。前半圈收弧时，要对弧坑稍填些熔化金属，使弧坑成斜坡状，为后半圈焊缝收尾创造条件。焊接后半圈之前，应把前半圈起头部位焊缝的焊渣敲掉10-15 mm，焊缝收尾时注意填满弧 坑。用碱性焊条焊接盖面层时，始终用短弧预热、焊接，引弧方法采用划擦法。 3.焊条角度 由于根部打底层焊缝已焊完，盖面层焊缝与根部是否焊透无关，主要技术问题是盖面层焊缝应成形良好，余高应符合技术规定，焊缝与母材圆滑过渡，无咬边。为此，焊条与管子焊接方向切线的夹角应比打底层焊接稍大5°左右，如图3-6-6所示。 (1)仰焊位置，即时钟6-7点位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为85°-90°。 (2)仰位爬坡焊位置，即时钟7-8点位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为105°-110°。 (3)立焊位置，即时钟9点钟位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为95°。 (4)立位爬坡焊位置，即时钟10-11点位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为90°-95°。 (5)平焊位置，即12点钟位置，焊条与焊接方向管切线的夹角为75°-80° 4. 盖面焊接前要清理好前层焊道的焊渣、飞溅物和夹角，凸起部分铲掉修平，调试好焊接参数。焊接时焊条与管外壁的夹角与打底层焊的角度相同，运弧以月牙形和正锯齿形为主，幅度可大些，关键是在于各部位的运弧速度和电弧长度，电弧运至焊道两侧要慢，以提高其两侧温度，防止产生咬边、中间要快，并防止中间温度过高使焊道凸起，要特别注意电弧运至中间的弧长，宁短勿长，即可获得宽窄一致、波纹均匀的焊缝成形。 右半圈收弧时，对弧坑稍填一些熔滴，使弧坑呈斜坡状，以利左半圈的接头。在左半圈焊接前需将接头处约10㎜左右的渣壳去除，最好采用砂轮机打磨成斜坡状。 四、操作步骤 1)熟悉图样、清理坡口表面和修锉钝边。 2)按装配要求组装试件，进行定位焊，并将试件水平固定在焊接支架距地面800- 900mm的高度上待焊。 3)从管子仰焊位处引弧起焊，按逆时针先焊右半圈，采用断弧法焊至平焊位。 4)清理焊渣并修磨仰、平焊位接头成缓坡状。 5)变换焊接位置，焊接左半圈，在仰焊位缓坡状处起头或用电弧切割成缓坡状再起 头，用与右半圈同样的操作方法完成打底层的焊接。 6)清理焊渣及飞溅物，焊接盖面层，仍采用两半圈焊法，施焊时均采用月牙形或横 向锯齿形运条法焊接，注意收弧时填满弧坑。 7)焊接后，清理管件内、外焊缝的焊渣和飞溅物，检查正、反两面焊缝，分析问题， 总结经验。 |
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