藥芯焊絲自保護焊及其質(zhì)量影響因素與控制

畢彩玉 曾九令 吳 勇 張俊嶺 孫 靜

中原油田建設(shè)集團公司 （河南 濮陽 457001）

藥芯焊絲自保護焊及其質(zhì)量影響因素與控制

畢彩玉 曾九令 吳 勇 張俊嶺 孫 靜

中原油田建設(shè)集團公司 （河南 濮陽 457001）

根據(jù)我國長輸壓力管道建設(shè)的發(fā)展歷程及國家經(jīng)濟及石油石化工業(yè)的發(fā)展，介紹了自動化程度高，焊接質(zhì)量好，焊材利用充分，設(shè)備綜合成本低的藥芯焊絲自保護下向焊技術(shù)，并指明該技術(shù)主要應(yīng)用于重型機械、電力設(shè)備、石油化工、交通運輸、建筑工程、航天航空等行業(yè)，尤其是大口徑長輸壓力管道的焊接。比較了藥芯焊絲自保護焊、手工下向焊及CO2氣保護下向焊的工程適應(yīng)性，重點分析了自保護焊工藝規(guī)范及操作技能對工程焊接質(zhì)量的影響。介紹了焊前準(zhǔn)備、組對、設(shè)備計量及工序控制對焊接質(zhì)量的影響。

藥芯焊絲 自保護焊 長輸壓力管道 下向焊 工序控制

伴隨著國家經(jīng)濟及石油石化工業(yè)的發(fā)展，以西氣東輸工程為標(biāo)志，我國的長輸壓力管道建設(shè)高峰期已經(jīng)到來。長輸油氣管道越來越向大口徑、高壓力輸送方向發(fā)展。目前較為先進的長輸管道手工下向焊打底加藥芯焊絲自保護焊填充蓋面及其配套技術(shù)經(jīng)過不斷的探索與實踐，正隨著西氣東輸及其支線工程的建設(shè)而在全國得到迅速推廣。

1 藥芯焊絲自保護焊應(yīng)用范圍及特點

藥芯焊絲自保護焊自動化程度高，焊接質(zhì)量好，焊材利用充分，焊接熔敷量大，比手工焊焊道少，熔化速度比纖維素手工下向焊提高15%～20%。焊渣薄，脫渣容易，減少了層間清渣時間。其焊接設(shè)備具有通用性且工程所需焊機和輔助工裝數(shù)量少，可用于半自動焊，也可用于手弧焊或其它焊接方法的焊接，設(shè)備綜合成本低。因而藥芯焊絲自保護焊作為一項先進的施工技術(shù)，主要應(yīng)用于重型機械、電力設(shè)備、石油化工、交通運輸、建筑工程、航天航空等行業(yè)，尤其是大口徑長輸壓力管道的焊接。

2 藥芯焊絲自保護焊在工程中的適應(yīng)性

由于工裝、設(shè)備、施工環(huán)境的影響，許多焊接方法對實際工程的適應(yīng)能力較弱。CO2氣保護下向焊自動化程度高，焊接質(zhì)量好，生產(chǎn)效率高，但因其工程輔助設(shè)備多且笨重，又使用外加保護氣體，因而不適合在有風(fēng)、交通差的工程中運用。手工下向焊靈活性高，但對所用焊材性能、保管、使用要求嚴(yán)格且需大量高水平的焊工，成本較高。藥芯焊絲自保護焊是依賴于藥芯燃燒分解出的氣體及熔渣保護熔池和焊縫金屬的電弧焊方法，無須外加保護氣體，抗風(fēng)性好，適應(yīng)于有風(fēng)的環(huán)境中焊接，而且藥芯焊絲對保管、使用要求較低，焊機和送絲機可合為一體且體積小和重量輕，輔助設(shè)備少，工程適應(yīng)能力大大提高。目前，藥芯焊絲自保護焊技術(shù)在工程應(yīng)用中的優(yōu)越性已為廣大施工企業(yè)所認(rèn)同，使該技術(shù)進行大規(guī)模推廣成為可能。

3 掌握正確的操作技能

雖然藥芯焊絲自保護焊技術(shù)適應(yīng)能力較強，但若工程中工藝技術(shù)措施不當(dāng)，將仍不能保證焊縫質(zhì)量。藥芯焊絲自保護焊工藝參數(shù)主要有：焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊絲伸出長度（干伸長）等。藥芯焊絲自保護焊每一個參數(shù)都對焊縫質(zhì)量有影響。如在一定的電流下(送絲速度)，當(dāng)電壓過小時，將產(chǎn)生較大飛濺，熔合不良，鐵水不易成型，出現(xiàn)劈啪聲和頂絲現(xiàn)象；而電壓過大，會出現(xiàn)表面氣孔，燒穿，送絲不勻，成型不良等現(xiàn)象，而合適的電壓，飛濺小，電弧穩(wěn)而柔和，送絲均勻。干伸長也會影響焊縫質(zhì)量，當(dāng)焊絲伸出長度過大時，熔深變淺，常出現(xiàn)焊不透等現(xiàn)象，而當(dāng)焊絲伸出長度過小且長時間焊接，飛濺物易于粘附在噴嘴上，損壞導(dǎo)電噴嘴，進而擾亂焊絲的正常送進，影響送絲速度，最終導(dǎo)致質(zhì)量缺陷。對于大口徑壓力管道不同的焊接位置其合適干伸長上爬坡位應(yīng)保持15～25mm長，立焊位應(yīng)保持20～30mm長，下爬坡仰焊位應(yīng)保持20～50mm長。由于工藝參數(shù)對焊縫質(zhì)量影響大且每一參數(shù)之間又相互作用，因而參數(shù)選配非常重要，參數(shù)是否匹配會直接影響到電弧的穩(wěn)定，熔池的形狀、熔合的好壞、鐵水的成型及飛濺的大小，最終影響焊縫質(zhì)量。因此為了保證藥芯焊絲自保護焊的焊接質(zhì)量，一定要選用合理的焊接參數(shù)。

不僅藥芯焊絲自保護焊工藝參數(shù)會影響焊縫質(zhì)量，焊工的操作手法正確與否對焊縫質(zhì)量的影響也很大。在藥芯焊絲自保護焊操作手法中，起主要作用的是兩側(cè)停留時間、焊速、擺動頻率及幅度等。如焊工進行填充焊操作時，當(dāng)形成熔池后，必須保持一定的焊接速度，快速穩(wěn)步均勻的左右小幅擺動，帶動溶池有節(jié)奏的下拉行走，并且要按溶池的大小及鐵水的高度來決定步伐的快慢，在焊接過程中，焊絲決不可脫離熔池先行，必須帶動溶池一起行走，否則會出現(xiàn)頂絲、跳絲、熔合不良現(xiàn)象，焊到立焊位時，噴嘴角度稍有上傾，行走速度適當(dāng)加快以防止鐵水的超前。特別是焊到下爬坡位時，會感到熔池變小，熔深變大，因此焊絲左右擺動幅度要加大，中間過度要快且兩邊要有適當(dāng)?shù)耐Ａ魰r間以保證坡口兩側(cè)鐵水與母材良好的熔合，否則兩側(cè)會出現(xiàn)較深的夾溝和中間鐵水過高等不良現(xiàn)象。

4 制定質(zhì)保措施，保證自保護焊焊接質(zhì)量

焊前準(zhǔn)備、組對、設(shè)備計量、工序控制等方面措施要求是否得當(dāng)，也會影響自保護焊的焊接質(zhì)量。

在組對時，若使用內(nèi)對口器，則須在根焊完成后方可拆卸和移動對口器，移動對口器時，管子應(yīng)保持平穩(wěn)。 使用外對口器組對的，須在根焊完成50%后方可拆卸，所完成的根焊道應(yīng)分為多段，且均勻分布。施焊時，管子應(yīng)保持平穩(wěn)，不得受到震動和沖擊。施焊時，嚴(yán)禁在坡口以外的管材表面上引弧，層間必須仔細清除熔渣和飛濺物。另外，材料應(yīng)有出廠質(zhì)量證明書，質(zhì)檢人員應(yīng)根據(jù)合格證對照實物進行驗收，焊絲的焊接工藝性能應(yīng)滿足管道全位置下向焊接要求，對于不合要求的焊絲應(yīng)作為不合格品處理，不得用于管道焊接。

做好計量及設(shè)備管理工作，提高焊接質(zhì)量。若計量未做好，所用儀器就不準(zhǔn)，工藝參數(shù)的準(zhǔn)確率就得不到保障，就會影響焊接質(zhì)量，同樣，設(shè)備出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致焊接工作的停止。因而，施工時應(yīng)對參加工程施工的焊機、對口器、送絲機構(gòu)、行走機構(gòu)等焊接設(shè)備進行一次全面檢查，性能、數(shù)量要滿足工程施工要求，各種計量儀表必須讀數(shù)準(zhǔn)確且在檢定有效期內(nèi).作到焊機運轉(zhuǎn)正常、調(diào)節(jié)靈活、性能安全可靠，才能發(fā)揮藥芯焊絲自保護焊技術(shù)的優(yōu)勢，提高工程施工質(zhì)量。

工序控制不好，將會間接造成焊接質(zhì)量問題。因而，自保護焊每個工序之間，也要注意配合，上一個工序沒有完全結(jié)束或質(zhì)量得不到保證，禁止下一道工序的施工。只有這樣，才能最大限度地保證其焊接質(zhì)量，從而保證工程質(zhì)量。

According to the developing history of long-distance transmission pressure pipeline construction in China,and the development of national economy and petroleum and petro-chemistry industry,an introduction is given to the self-shielded downward welding technology of fluex-cored wire,which has characteristics like the high degree of automation,the good quality of welding,the full use of welding materials,and the low comprehensive cost of equipment.Then it is pointed out that this technology is mainly applied to the industries of heavy machinery,electric power equipment,petrochemical industry,transportation,architectural engineering, and aerospace and aviation,especially the welding of big-bore long-distance transmission pressure pipelines.The study compares the engineering adaptabilities of self-shielded welding of flux-cored wire,manual downward welding,and down-ward welding under the protection of gas CO2,then mainly analyzes the effect of technological norms and operation techniques of self-shielded welding on the quality of engineering welding,and finally introduces the influence of preparation before welding,fitting up,equipment measurement and working process control on the quality of welding

flux-cored wire;self-shielded welding;long-distance transmission pressure pipeline;downward welding;process control

張簫鈴

2010-12-24