舒芳+于振江+戴剛平+王娟娟+王濤
摘要:本文以管徑2200mm,壁厚28mm的Q345B大型雙拼鋼管為對象,從焊前準(zhǔn)備、焊接工藝及操作要點(diǎn)等關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了規(guī)范化,使埋弧焊管的一次合格率提高到了98%以上,避免了二次或多次修補(bǔ),極大地提高了埋弧焊管的焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
關(guān)鍵詞:Q345B;大型雙拼;焊接工藝
前言
在我國特高壓輸電工程快速發(fā)展的過程中,陸續(xù)出現(xiàn)了一批跨海、跨橋的高塔,相對于普通的鋼管塔,此類塔對鋼管的規(guī)格和加工技術(shù)提出了更高的要求,如220kV舟山與大陸聯(lián)網(wǎng)輸電線路370米高塔,最大管徑達(dá)2000mm,壁厚達(dá)25mm。作為承載主材,鋼管縱焊縫質(zhì)量的好壞對整塔的承載能力和整體強(qiáng)度起決定性的作用。因此,制定合理的制作工藝,確保鋼管的焊接質(zhì)量至關(guān)重要。本文以管徑2200mm,壁厚28mm的Q345B大型雙拼鋼管為對象,從焊前準(zhǔn)備、焊接工藝及焊接操作要點(diǎn)等方面進(jìn)行了規(guī)范,以便為鐵塔行業(yè)大型鋼管的制作提供參考。
1 焊接性分析
Q345B是典型的低合金高強(qiáng)鋼,在輸電鐵塔中得到了較多的應(yīng)用。由于添加了少量的V、Ti、Nb微量合金元素,其綜合機(jī)械性能較好。28mm厚Q345B鋼的化學(xué)成分及力學(xué)性能見表1。
鋼的焊接性好壞可通過碳當(dāng)量進(jìn)行判斷,根據(jù)碳當(dāng)量(Ceq)計(jì)算公式:Ceq=C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Ni+Cu)/15,計(jì)算可得Q345B的碳當(dāng)量為0.38,表明其焊接性良好。
2焊接工藝的選擇
2.1焊接方法
根據(jù)國內(nèi)鐵塔廠家直縫埋弧焊管的實(shí)際生產(chǎn)條件,選用富氬氣體保護(hù)焊打底,埋弧焊填充、蓋面。鋼管焊接嚴(yán)格執(zhí)行GB 50661-2011《鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范》、DL/T 646-2012《輸變電鋼管結(jié)構(gòu)制造技術(shù)條件》和Q/GDW384-2009《輸電線路鋼管塔加工技術(shù)規(guī)程》,縱縫應(yīng)進(jìn)行100%的無損探傷檢驗(yàn),且達(dá)到二級焊縫質(zhì)量要求。
2.2坡口尺寸
鋼管縱縫選用V形坡口,坡口角度40°,根部間隙和鈍邊均為0-1mm。為提高生產(chǎn)效率和坡口開設(shè)精度,采用下料和坡口開設(shè)同時(shí)進(jìn)行的方法,主要通過專用下料軌道模具,采用火焰切割設(shè)備對其進(jìn)行加工,坡口精度控制在±2°。
2.3焊接材料
富氬氣體保護(hù)焊(GMAW)選用直徑為φ1.2mm 的ER50-6焊絲,保護(hù)氣體為85%Ar+15%CO2;埋弧焊(SAW)選用直徑為φ4.0mm的H08MnA,外焊焊劑選用HJ431,內(nèi)焊選用SJ101。
3 焊接工藝的實(shí)施
3.1焊接準(zhǔn)備
3.1.1 焊前準(zhǔn)備
(1)焊前將坡口及其兩側(cè)20-30mm范圍打磨干凈,直至露出金屬光澤,確保無油漬、鐵銹、水份、氧化物或其他有害的物質(zhì)。
(2)HJ431和SJ101焊劑使用前須分別經(jīng)250℃和350℃烘干2h,且在120-150℃保溫箱存放,隨用隨取。
3.1.2 合縫定位焊
(1)沿拼縫進(jìn)行合縫定位焊,定位焊材料、工藝與正式焊接相同,定位高度不宜超過正式焊縫高度的2/3,通常為3-6mm,定位焊縫長度宜為100-150mmm,定位焊應(yīng)均勻分布,間距800-1000mm。
(2)定位間隙控制在0-1.5mm,縱向和徑向錯(cuò)邊控制在0-0.5mm。
(3)焊接完畢,焊工應(yīng)對定位焊縫進(jìn)行自檢,對起弧、收弧處產(chǎn)生的氣孔、弧坑等須進(jìn)行打磨出來,防止產(chǎn)生夾雜、裂紋、等缺陷。
(4)合縫定位完畢,在縱縫兩端分別安裝引弧、熄弧板,規(guī)格為300×150mm,板厚與管壁厚相同,引弧、熄弧板的坡口形式及尺寸與鋼管縱縫相同,以利于焊縫的順利過渡。
3.1.3焊接操作
焊接過程中,焊接操作人員需嚴(yán)格按照相應(yīng)的焊接工藝卡執(zhí)行,焊接工藝參數(shù)如表2所示,各焊層的操作要點(diǎn)如下:
表2 焊接工藝參數(shù)
(1)富氬氣體保護(hù)焊。為便于操作,將焊縫放置于橫焊位置。焊接時(shí)第一層打底采用小電流短路過渡,控制好熔池的溫度,防止產(chǎn)生燒穿和焊瘤缺陷。焊時(shí)焊槍與工件表面呈70-80°,從而有利于焊絲熔滴的過渡和氣體對焊縫熔池的保護(hù)。焊接過程中焊槍和焊絲可稍作橫向擺動(dòng),保證坡口兩側(cè)熔透。在接頭部位,要用手提砂輪打磨弧坑,將弧坑處的收弧裂紋和氣孔等焊接缺陷清除,然后繼續(xù)引弧焊接。
(2)埋弧焊填充、蓋面、內(nèi)焊。為便于焊絲的熔滴的高質(zhì)高效過渡,焊槍頭離工件距離20-30mm,焊絲伸出長度30-40mm,同時(shí)將焊劑層高度控制在20-30mm。內(nèi)焊時(shí),為保證內(nèi)焊熔透,消除打底焊可能產(chǎn)生裂紋、夾渣等缺陷,焊接電參數(shù)比填充、蓋面稍大些。為避免焊接接頭在使用中產(chǎn)生應(yīng)力集中,焊縫余高控制在1-2mm。
4焊接檢驗(yàn)
鋼管焊接完成后,由外觀質(zhì)量檢測人員依據(jù)GB50205-2001《鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)施工驗(yàn)收規(guī)范》進(jìn)行外觀檢查。針對大型鋼管,應(yīng)由無損檢測人員依據(jù)GB/T11345-2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定》對鋼管縱縫進(jìn)行100%超聲波檢測,焊縫應(yīng)達(dá)到B級檢測的Ⅲ級質(zhì)量要求。針對上述大型鋼管整個(gè)工藝流程的規(guī)范化,實(shí)際生產(chǎn)中,其二級質(zhì)量的一次合格率達(dá)到了98%以上,避免了二次或多次修補(bǔ),極大地提高了埋弧焊管的焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
5結(jié)論
厚壁大型雙拼Q345B埋弧焊管的焊接工藝,可以在焊接過程中有效避免氣孔、夾渣、裂紋等缺陷的產(chǎn)生,可使焊縫二級質(zhì)量的一次合格率提高到98%以上,有效保證了埋弧焊管的焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
參考文獻(xiàn):
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作者簡介:
舒芳,性別:男,出生年月:1982.05.10,民族:漢,籍貫:山西長治,學(xué)歷學(xué)位:大學(xué)本科,職稱:中級.endprint