半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝在管道施工中的應(yīng)用研究

任愛卿 陳寶慶

（浙江新景市政園林有限公司浙江紹興 312000）

半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝在管道施工中的應(yīng)用研究

任愛卿 陳寶慶

（浙江新景市政園林有限公司浙江紹興 312000）

現(xiàn)階段，在我國(guó)建筑工程施工過(guò)程中，應(yīng)用非常廣泛的一種技術(shù)焊接技術(shù)就是半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝，所謂FCAW，就是藥芯焊絲電弧焊，其主要采用的焊接材料是藥芯焊絲，不僅性能非常優(yōu)良，同時(shí)還具有其他優(yōu)勢(shì)。這種焊法屬于自保護(hù)焊法或者是熔化極氣體保護(hù)焊法，在我國(guó)建筑工程管道施工中得到了廣泛的應(yīng)用，具有非常好的發(fā)展前景。本文主要對(duì)建筑工程管道施工中，半自動(dòng)FCAW具體下向焊接工藝的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究，提出筆者的思考和建議，僅供參考。

半自動(dòng)；FCAW；管道施工；焊接工藝

現(xiàn)階段，我國(guó)我國(guó)建筑工程管道施工過(guò)程中所采用的焊接技術(shù)獲得了進(jìn)一步發(fā)展，其中半自動(dòng)FCAW具體下向焊接工藝不優(yōu)非常強(qiáng)大的工藝性能，并且焊接質(zhì)量也比較好，所以其具有的優(yōu)勢(shì)非常大，在建筑工程施工中得到了非常廣泛的應(yīng)用。目前我國(guó)建筑工程管道填充蓋面很多都是應(yīng)用的該方法。其彌補(bǔ)了傳統(tǒng)焊接工藝所具有的能源耗費(fèi)大、成本高、生產(chǎn)效率地、飛濺大以及焊縫缺乏美觀性等缺點(diǎn)，創(chuàng)造除了建筑管道新的焊接局面。所以，對(duì)半自動(dòng)FCAW具體下向焊接工藝的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行研究是非常有意義的。

1 分析藥芯焊絲所具有的優(yōu)點(diǎn)

將FCAW英文縮寫翻譯為中文就是：藥芯焊絲電弧焊。這種焊接工藝所采用的焊接材料是新型材料，就是藥芯焊。盡管藥芯焊絲實(shí)際制造過(guò)程非常復(fù)雜，并且工藝要求非常高，可是作為新型焊接材料，和傳統(tǒng)材料相比，藥芯焊絲的優(yōu)點(diǎn)非常多，這些優(yōu)點(diǎn)使得半自動(dòng)FCAW向下下向焊接技術(shù)具有非常好的應(yīng)用功能。

1.1 具有比較優(yōu)良的工藝性能

焊接過(guò)程中出現(xiàn)的一種氣體放電現(xiàn)象就是電弧，其可以在瞬間放出大量熱量，同時(shí)溫度非常高，可以融化所有金屬。這種電弧高溫可以引發(fā)多種化學(xué)反應(yīng)，其中藥芯焊絲里面的物質(zhì)就可以在高溫環(huán)境下產(chǎn)生反應(yīng)，就是冶金反應(yīng)，從而給形態(tài)等物理性質(zhì)造成一定的影響，使得焊接工藝所具有的性能得到進(jìn)一步完善。

1.2 熔敷速度比較快，并且效率非常高

藥芯焊絲可以不間斷地進(jìn)行半自動(dòng)以及自動(dòng)焊接工作。由于金屬外皮厚度不是很大，進(jìn)行焊接的時(shí)候，當(dāng)高密度電流流經(jīng)這層薄薄外皮，就會(huì)使得金屬被融化。所以，F(xiàn)CAW里面的藥芯焊絲既可以保證減少大量焊接時(shí)間，也能夠確保焊接質(zhì)量合格，從而加快生產(chǎn)速度，顯著提升工作效率。

1.3 節(jié)省能源

不間斷半自動(dòng)焊接技術(shù)可以降低空載損耗，同時(shí)由于其具有電流密度大的特點(diǎn)，所以可以提升電阻熱，通過(guò)有效利用該熱

源，能夠達(dá)到降低能耗以及減少使用資源的目的。

1.4 成本投入比較少

在建筑管道施工過(guò)程中，電弧焊成本主要有：焊接消耗材料（比如：保護(hù)氣體、點(diǎn)焊條、焊劑以及焊絲）、打磨砂輪片、設(shè)備折舊費(fèi)、使用的能源耗費(fèi)以及人工費(fèi)等。而藥芯焊絲的經(jīng)濟(jì)效益非常好，如果焊接相同的焊縫，采用半自動(dòng)FCAW焊接技術(shù)所花費(fèi)的成本比較小。

1.5 便于調(diào)整

金屬外皮以及藥芯均屬于藥芯焊絲對(duì)熔敷金屬進(jìn)行調(diào)整的具體化學(xué)成分。更換藥芯焊絲里面的填充物，能夠把藥芯焊絲調(diào)整成各種類型，從而符合各種生產(chǎn)要求。

2 半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝在管道施工中的具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（1）和半自動(dòng)二氧化碳?xì)怏w保護(hù)焊接工藝進(jìn)行比較，其具備抗風(fēng)能力強(qiáng)、性能優(yōu)良、焊縫美觀、電弧穩(wěn)定以及飛濺不大和生產(chǎn)效率比較高等優(yōu)點(diǎn)。而和傳統(tǒng)向下焊接工藝相比，其具有蓋面焊、熱焊以及填充焊過(guò)程中焊口一次合格率提升大約10%，并且生產(chǎn)率提升大約1.25～1.5倍的優(yōu)勢(shì)。和自動(dòng)焊進(jìn)行比較，其具有綜合成本比較低、設(shè)備投資比較少以及成本回收比較快的優(yōu)點(diǎn)，并且在很短時(shí)間內(nèi)就可以培訓(xùn)好焊工，非常容易掌握。

（2）在建筑工程管道施工過(guò)程中應(yīng)用半自動(dòng)FCAW下向具體焊接工藝的時(shí)候，比較受關(guān)注的因素主要有：焊絲桿伸長(zhǎng)度、電流值、推力電流大小、電壓值、焊接角度、送絲速度以及焊接速度。想要將該焊接工藝所具有的優(yōu)勢(shì)充分發(fā)揮出來(lái)，就必須使以上七個(gè)參數(shù)匹配合適，做到協(xié)調(diào)一致，從而保證實(shí)際操作準(zhǔn)確無(wú)誤，不發(fā)生混亂。在管道施工過(guò)程中，一定要注重這七個(gè)參數(shù)的選擇以及應(yīng)用：

利用半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝對(duì)建筑工程管道進(jìn)行施工的時(shí)候，推力流是非常重要的，其發(fā)生的變化比較不，明顯，反應(yīng)比較弱，很難辨別。盡管其不怎么起眼，可是它的作用不容忽視。焊絲端頭金屬由于電弧熱會(huì)融化產(chǎn)生熔滴，同時(shí)在各種力的促進(jìn)下，逐漸脫離焊絲進(jìn)到熔池里面，這個(gè)過(guò)程就是熔滴過(guò)渡。推力流會(huì)對(duì)斷路發(fā)生次數(shù)產(chǎn)生一定的影響。通過(guò)調(diào)整以及改變焊絲/條操作人員、直徑、焊縫位置和牌號(hào)等因素，能夠通過(guò)影響推力來(lái)對(duì)焊接過(guò)程產(chǎn)生作用。如果推力電流非常小，那么就會(huì)導(dǎo)致電弧比較軟，可是具有飛濺不大的優(yōu)點(diǎn)，即隨著推力電流的變大，產(chǎn)生的飛濺也會(huì)變大。

在焊接建筑工程管道的時(shí)候，若電壓大于一定限度，就會(huì)使得熔渣非常稀薄，很難和焊縫表面有效結(jié)合起來(lái)，產(chǎn)生氣孔，從而使得保護(hù)作用消失；可是如果電壓值非常低，就有可能產(chǎn)生非常飛濺比較大、失穩(wěn)、焊縫鼓起來(lái)以及頂絲等各種問(wèn)題，特別是在進(jìn)行熱焊以及熱填充的時(shí)候，非常容易引發(fā)夾角的產(chǎn)生，從而很難防止夾渣缺陷不出現(xiàn)。

除此之外，對(duì)焊絲桿伸長(zhǎng)度來(lái)說(shuō)，隨著桿伸長(zhǎng)度的不斷增加，電弧電壓值會(huì)隨之減小，而桿伸長(zhǎng)度變短，那么電弧電壓就會(huì)升高，這兩者之間呈反比關(guān)系。因此，為了保持一個(gè)比較合理的限度，必須嚴(yán)格依據(jù)具體施工規(guī)范進(jìn)行，把焊絲桿伸長(zhǎng)度有效控制造某一范圍里面，一般情況下，該范圍是超過(guò)19mm，可是不能大于25.5mm。將焊絲桿伸長(zhǎng)度嚴(yán)格控制在該長(zhǎng)度范圍里面，不僅可以確保桿伸長(zhǎng)度具有合理性，同時(shí)可以保持一個(gè)比較合適的電壓值，對(duì)管道焊接工作的順利有效進(jìn)行非常有利。在使用半自動(dòng)FCAW下向工藝的過(guò)程中，合理控制焊絲具體桿伸長(zhǎng)度是非常重要的。

3 采用半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝進(jìn)行管道施工時(shí)產(chǎn)生的三種熔滴過(guò)渡現(xiàn)象

采用半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝進(jìn)行管道施工時(shí)，工藝參數(shù)會(huì)對(duì)熔滴過(guò)渡現(xiàn)象產(chǎn)生直接的影響，比較常見的有：細(xì)顆粒過(guò)渡、短路過(guò)渡以及大顆粒過(guò)渡。如果是采用的小參數(shù)進(jìn)行焊接，那么就會(huì)出現(xiàn)短路過(guò)渡，電弧會(huì)變短，同時(shí)推力電流也比較小，電弧電壓較低，送絲速度非常快，熔滴在短時(shí)間內(nèi)不能和熔池金屬相互接觸，從而受到重力和表面張力的雙重作用，熔池拋出，并且高溫下小型顆粒產(chǎn)生液化作用，成為液體金屬，使得飛濺直接產(chǎn)生，飛離焊接區(qū)域；而較大顆粒依然為固態(tài)，很難形成飛濺，所以只可以造熔池里面降落下來(lái)。對(duì)于細(xì)顆粒過(guò)渡，只有處于潛弧狀態(tài)的時(shí)候才會(huì)出現(xiàn)該現(xiàn)象，是非短路過(guò)渡的一種，出現(xiàn)該過(guò)渡現(xiàn)象的時(shí)候，一定會(huì)形成非常強(qiáng)的穿透力，使得焊縫熔深比較大，因?yàn)槠渚哂性撎攸c(diǎn)，所以一般在焊接工件厚度適中以及厚度非常厚的工件中被應(yīng)用。大顆粒過(guò)渡一般是常態(tài)下因?yàn)橹械葏?shù)所引發(fā)。所謂強(qiáng)參數(shù)，就是指電壓值以及電流值都比較大，在該條件下對(duì)管道進(jìn)行焊接，很容易產(chǎn)生細(xì)顆粒過(guò)渡現(xiàn)象。

4 結(jié)束語(yǔ)

在我國(guó)社會(huì)科技不斷發(fā)展的條件下，我國(guó)工程建設(shè)事業(yè)也得到了進(jìn)一步發(fā)展，而建筑工程建設(shè)過(guò)程中所使用的焊接技術(shù)也變得更加先進(jìn)。半自動(dòng)FCAW下向焊接工藝屬于現(xiàn)階段我國(guó)比較常用的一種新工藝，盡管其具有一定局限性，可在實(shí)際管道施工過(guò)程中其可以彌補(bǔ)很對(duì)傳統(tǒng)焊接工藝的不足之處。所以，其在建筑工程管道施工過(guò)程中得到了廣泛的應(yīng)用，可以給建筑施工帶來(lái)更多便利。

[1]鄭家平.藥芯焊絲自保護(hù)半自動(dòng)下向焊技術(shù)在長(zhǎng)輸管道施工中的應(yīng)用[J].世界家苑，2012（3）：287～288.

[2]黨萬(wàn)功，藺占君.礦漿輸送管道下向焊焊接施工技術(shù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（17）：77.

[3]高立敏，岳娟，張義波，等.礦漿輸送管道下向焊焊接施工技術(shù)[J].四川建材，2015（3）：152～153.

[4]文學(xué).淺談阿爾及利亞沙漠水管道項(xiàng)目SMAW+FCAW焊接工藝[J].內(nèi)蒙古石油化工，2009，34（6）：91～93.

[5]石永華，林水強(qiáng).水下濕法FCAW焊縫幾何尺寸的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)[J].電焊機(jī)，2014，44（2）：9～13.

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