氩弧焊打底在管道焊接中的应用

发表时间:2019/12/19   来源:《电力设备》2019年第17期   作者:张明善 李永平
[导读] 摘要:随着我国的综合国力在快速的发展,社会在不断的进步,氩弧焊打底工艺因具有造价低、易操作、质量高、施工速度快等优势而被广泛应用于管道焊接施工中,本文主要分析了氩弧焊打底在管道焊接中的具体应用,以供参考。
        (青海桥头铝电股份有限公司  青海省  810000)
        摘要:随着我国的综合国力在快速的发展,社会在不断的进步,氩弧焊打底工艺因具有造价低、易操作、质量高、施工速度快等优势而被广泛应用于管道焊接施工中,本文主要分析了氩弧焊打底在管道焊接中的具体应用,以供参考。
        关键词:氩弧焊打底;管道焊接;技术
        引言
        管道焊接是很多工程项目的重要内容,焊接质量是否合格决定了项目实施效果。因此,在工程施工中,应根据工程实际情况与规范要求,采取合理可行的管道焊接工艺方法,并制定有效的质量控制措施,保证管道焊接质量,使其充分发挥应有作用效果,为项目的顺利实施及发展奠定良好基础。
        1.采用氩弧焊打底工艺的优点
        氩弧焊打底具有以下优势:一是背面成型好看;二是一定厚度的材料如果不打底直接进行焊接,很容易造成未焊透的情况,如此一来,被焊接的设备使用较长时间后就会出现焊缝开裂或应力集中问题,反之,如果打底了出现上述情况的概率是很小的。氩弧焊打底比较适用于那些对焊接质量要求比较高,且无法进行背部清根的焊缝,具体的操作是手工电弧焊盖面即可。氩弧焊打底比较适用于那些对焊接工艺要求比较高的地方,这是因为氩弧焊与电弧焊相比具有很多优势,比如焊接质量高、焊接强度高等,但是氩弧焊与电弧焊相比成本更高。需要注意的是两者并不是对立的关系,有时也会两种方法结合使用,取长补短。氩弧焊打底的优点总结有如下几点:
        质量好。氩气作为一种惰性气体,其不会和金属发生化学反应,并且它也不溶于金属,因此整个焊接过程几乎就是金属熔化和结晶的过程。所以,采用氩弧焊打底可以获得较为纯净及高质量的焊缝。
        效率高。采用氩弧焊打底后进行电弧焊,焊接速度将大大提高。
        易掌握。该方法对技能的要求不高,从事相关工作的人员只需稍稍练习,就可以掌握这项技能。
        变形小。采用氩弧焊打底,由于氩气流会将电弧进行压缩和冷却,致使氩弧的温度升高、电弧热量集中,在这种情况下进行焊接工作具有变形小的优势,尤其适用于薄件焊接和管道打底焊。
        焊接范围广。基本上所有的金属材料都可以进行氩弧焊打底,尤其适宜焊接化学成份活泼的金属和合金。
        2.氩弧焊打底在管道焊接中的应用
        为了保证焊缝的优良性,不仅要保证焊接材料的核实性,同时还需要保证焊接设备状态的正常化,并采取合理的施工工艺,保证焊接工的高技术水平以及操作的规范性。
        第一,采用清洁和挡风措施。氩弧焊接的现场必须要采取挡风措施,防止在焊接的过程中在管内产生穿堂风,影响焊接的保护效果。同时保证焊接现场的清洁性,在填充材料以及管口的内侧和外侧位置10毫米的范围不可以出现油污、铁锈等杂质,并对周围的氧化膜利用化学或者机械的方式进行清除,露出金属光泽为止。
        第二,钨极顶端位置的形状。钨极顶端位置的形状也会对电弧和焊缝的稳定性和成型产生一定的影响。钨极端最好的形状为将钨极的末端磨成带有平角或者钝角的锥形形状,进而使电弧燃烧更加稳定,有效的减少弧柱的扩散,从而使得加热的位置更加集中。但是端部的位置不能太过尖锐,防止在焊接的过程中会造成断裂,使得焊缝夹钨。
        第三,对坡口形式以及尺寸的设定。坡口的形式以及尺寸对焊接的质量和裂纹的影响比较大。

一般将坡口设置为V形,钝边需要小于1毫米,同时装配间的间隙一般设置为2.5到3.2毫米左右。
        第四,对焊口装配点的焊接分析,管子焊口组对后必须要对点焊位置进行固定。对于水平焊口直径小于60毫米的管子,在平焊的位置只能选一处点焊,一般长度设定为10到20毫米,对于直径大于159毫米的管子,在平焊或者立焊的位置需要选择3个焊接处,焊点的长度一般为30到50毫米[3]。同时垂直焊口的点焊与水平焊口的点焊方式相同,但是点焊的位置需要根据具体的情况合理的选择。点焊应用的工艺和材料与正常工艺相同。
        第五,焊前的预热工序。由于氩弧焊比较纯净,所以其焊接的焊缝也比较纯净,而且是一种低氢的焊接形式,可以不先预热,但是对于厚管壁的焊接施工或者在冬季比较寒冷的环境施工如果不进行预热,容易导致打底焊的焊缝出现裂纹,因此需要根据管壁的厚度以及直径等考虑是否需要进行预热。
        第六,始焊以及停焊的分析。在始焊前需要先进行提前送氩,同时在停焊时需要先进行断氩,进而有效的预防焊缝被空气所侵害。引弧需要在坡口的位置,利用接触法的方式进行引弧,在引弧的操作中必须要稳、快、轻,防止由于钨极端部的烧损导致焊缝出现夹钨的情况。同时在停焊收弧的过程中需要将电弧引入到坡口的边缘后再熄弧。尽可能降低接头数量。
        第七,填丝的操作。内填丝的操作方式为,将焊丝从对口的间隙向管内中探入,电弧则在管外的坡口位置进行燃烧,而焊丝在管内进行融化,整个焊接过程是分段进行的。同时这个操作的方法具有比较大的优势,打底缝的背面会比较均匀,仅会有略微的突起,而且仰焊的位置不会存在内凹的情况,对于焊接位置狭窄空间位置的焊接具有独特的优势。但是在具体的操作过程中,需要对口空间的间隙比较大,如果焊丝的直径为2.5毫米,那么间隙需要达到3毫米以上,而且焊接的速度慢,填丝的量比较大,会对生产效率造成严重的影响。对于外填丝的焊接,需要对口间隙比较小,同时操作要快而且稳,间隙与焊接的直径相等或者小于直径,在操作的过程中不需要横向摆动焊枪。
        第八,焊接的操作方式。在焊接的过程中一般采用的为接触引弧方式,需要先在石墨以及紫铜板等物质上进行引燃,再向焊缝进行过渡,进而防止出现焊缝夹钨的情况。一般需要应用高频或者高压脉冲的方式进行引弧,钨极氩弧焊一般主要采用的为短弧左向的焊接方式,进而保证焊枪、焊丝以及工件间位置的合理性,同时保证焊枪喷嘴与工件的距离维持在8到14毫米之间。焊枪与工件的倾斜角保持在50到85度,对于薄板倾斜角更小,需要保证填充丝与工件的夹角在10-15度之间。保持这种倾角的角度向熔池的前沿进行送达,通过对熔池金属旋转和下沉情况的观察,确定是否存在焊漏或者焊透的情况。也就是如果填充丝的熔滴进入到熔池后,如果熔池从升高的情况转变为下沉则说明已经焊透。但是如果下沉的位置较大而且熔池中的液体金属停止旋转则说明焊漏比较多。如果熔池没有出现下沉的情况则表明没有焊透。
        第九,氩弧焊焊接缺陷及对策。氩弧焊对焊缝进行焊接时,容易出现缩孔以及生气孔等缺陷,进而影响焊接的质量。因此针对这个问题,还需要对氩弧焊枪的气路胶管中是否存在水分进行检查。需要对氩气瓶与焊机间的距离进行合理的调整,不宜过远。同时通过实践证明,在打底焊缝中长条气孔主要是由水分存在而引起的。在点固焊缝的焊接中需要采用由上向下焊接的方式,使融化的金属形成倒流,降低冷却速度。
        结语
        氩弧焊打底工艺是管道焊接中应用较为广泛的焊接技术,其应用对提升焊接质量、控制焊接成本、提高管道焊接施工效率、降低劳动强度、提升一次焊接合格率具有显著效果。相关工作人员应掌握氩弧焊打底工艺,为提升管道施工质量奠定基础。
        参考文献
        [1]张晓东,王兴华.几种施焊手法对管道钨极氩弧焊焊接质量的影响[J].焊接,2017,(2).
        [2]李未来.石油化工管道焊接工艺与质量控制措施分析[J].中国石油和化工标准与质量,2017,37(20):15-16.
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