淺談固定管斜45°對接氬電聯焊單面焊雙面成形技術

陳安新

摘 要：斜45°固定管管對接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之間的一種焊接操作方法。該文是采用氬弧焊方法進行打底層焊縫的焊接，而后再用焊條電弧焊進行填充層、蓋面層焊縫的焊接，這是兩種焊接方法的組合，簡稱氬電聯焊。氬電聯焊既可以保證焊縫質量，又可提高生產率，也能達到節約材料的目的。氬電聯電的方法多用于重要或質量要求較高的管道焊接。

關鍵詞：焊接 斜45°固定管 氬電聯焊 單面焊雙面成形 質量

中圖分類號：TG441 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）03（a）-0059-02

斜45°固定管管對接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之間的一種焊接操作方法，在焊接過程中如果操作不當就可能會出現咬邊、熔合不良、焊瘤、下墜、夾渣等缺陷，所以，焊縫成形較為困難，其操作與水平固定管對接焊操作基本相似。所不同的是在仰焊位置焊接時，焊條應作斜拉擺動，在坡口上側多做停留；在平焊位置時，焊條斜拉方向與仰焊位置相反，無論管子怎樣傾斜，盡可能地保持熔池為水平狀態，避免出現坡口上側咬邊，坡口下側液態金屬下墜而堆積的缺陷。焊接過程中由于設備、材料、工藝及操作等原因，使得形成的焊縫達不到質量要求，從而對結構的工作質量和使用壽命產生嚴重影響。下面結合筆者教學工作經驗，以Φ108 mm×8 mm固定管斜45°對接氬電聯焊為例說明其操作過程。

1 焊前準備

焊前準備主要是進行設備性能的調試確認，母材材質、坡口形式確認，焊材規格材質、烘干情況確認，勞保用品穿戴好，調整好心態，裝配定位等。

1.1 焊件

20鋼無縫鋼管，Φ108 mm×8 mm×100 mm，在管的一端開30°坡口，兩件。

1.2 焊接材料

焊絲：采用H08A。

焊條：采用E5015型，直徑3.2 mm。要求焊條不得變質，藥皮不得開裂或脫落，用前烘至300 ℃～350 ℃，恒溫2 h，隨用隨取。

鎢極：鈰鎢Φ2.5 mm。

氬氣：純度為99.9%。

1.3 焊接電源

焊接電源采用逆變直流氬弧/手工兩用焊機WSME—315，直流正接。

1.4 輔助工具及量具

輔助工具及量具有角磨機、焊條保溫筒、清渣錘、鋼絲刷、鋼筋尺等。

2 焊前裝配定位

2.1 焊前清理

在坡口及坡口兩側邊緣各10～15 mm范圍內用角磨砂輪打磨，使之呈現出金屬光澤，清除油、污、銹、垢，修銼鈍邊0.5～1.0 mm，焊絲也要進行同樣的處理。

2.2 焊前裝配定位

裝配間隙為3.0～3.5 mm，最小間隙應位于坡口的仰焊位置，錯邊量盡可能小，一般不大于0.5 mm，如圖1所示。定位焊兩處，位于10點和2點處，定位焊縫長度約10～15 mm，要求焊透，并不得有焊接缺陷，若出現缺陷應鏟除重焊，焊點兩側進行修磨，使斜度盡可能小，保證接頭處打底圓滑過渡。

3 焊接操作工藝

3.1 確定焊接工藝參數

固定管斜45°對接氬電聯焊的焊接參數的選擇如表1所示。

3.2 焊接操作

3.2.1 打底層焊接

打底焊接是難度最大的一個環節，在斜45°固定管對接焊接過程中，從兩側立向上焊接，分兩半部分完成打底焊接，如圖2所示。

在焊接時，為保證坡口上側和坡口下側的受熱量均勻，應通過焊嘴的擺動，左右平行運動，從而促使熔池始終保持在水平位置上，在保證焊透的情況下，焊接速度應快些。在起焊時，焊工側面蹲好，右手拿氬弧焊槍，左手拿焊絲，引弧點應超過6點位置10～20 mm，待電弧穩定燃燒后，將電弧壓低在坡口鈍邊同時熔化的情況下，從坡口鈍邊處采用間斷送絲法進行送絲，焊絲盡量送至坡口間隙內部，焊槍做稍有橫向小擺動的向上運動。

3.2.2 填充層焊接

填充層焊縫的焊接起焊點與打底層焊接的起焊點要錯開10～15 mm。填充層的焊接，相對比較容易，使用3.2 mm的焊條，采用斜橢圓形運條，電弧在上坡口處停頓時間要比在下坡口處稍長，焊條與管子切線方向的夾角比根部焊道焊接時大5°左右。由于工件的溫度整體已經較高，焊接熱輸入比打底要小一些，一般是將焊接速度略微提高一下。考慮在仰焊位置鐵水的流動性、受力情況，焊層要薄，厚度一般控制在2 mm左右，并且控制焊波呈水平或接近水平方向，有利于熔渣的浮出，防止內部焊接缺陷的產生，必須保證填充焊接后，加工坡口邊緣清晰可見，一般焊縫低于母材外表面0.5～1 mm，為保證蓋面焊接的焊縫寬度、直線度等打下基礎。

斜45°固定管對接蓋面焊接，與水平固定、垂直固定等有獨特之處，主要表現在起頭、運條、收弧3個方面。如圖3所示，具體操作如下所述。

（1）起頭。

打底層焊接完畢后，焊道較寬，引弧后按照圖3（a）1～4所示順序進行焊接，焊接厚度仍然要薄，要求不大于焊條直徑。起頭時以上坡口過中心線10～15 mm開始，向右斜拉，以斜橢圓形運條，使起頭呈下坡口處高而上坡口處低的尖角形斜坡狀。后半部分在立向上焊接時，形成“入”字形接頭，保證圓滑過渡。

（2）運條。

焊接起弧后，轉入正常的運條焊接。為保證良好的成形，處理好鐵水的受力問題，運條須控制焊波呈水平狀態。焊接時，擺動幅度1～2mm，在兩端停留時間一般為0.5～1 s，使熔化金屬覆蓋量增加。

（3）收弧。

收尾時，斜橢圓形運條由大到小，也呈尖角形斜坡，下半周焊接時以尖角處開始，用從小到大的斜橢圓形運條，直至平焊上接頭，斜拉橢圓形由大到小與前半周焊縫收尾的尖角形斜坡吻合。收弧時，盡量使焊波的中間略低一些，防止產生焊接缺陷的同時，也為蓋面層焊接打下良好的基礎。

3.2.3 蓋面層焊接

為確保蓋面成形質量，蓋面焊接仍使用3.2 mm的焊條。蓋面焊接主要是為了獲得良好的外觀焊接成型，焊接熱輸入要相對降低，焊接速度也相應提高。

4 焊縫清理

試件焊完后，用清渣錘、鋼絲刷將焊渣、焊接飛濺物等清理干凈，嚴禁動用機械工具進行清理，使焊縫處于原始狀態，交付專職檢驗前不得對各種焊接缺陷進行修補。

5 結語

（1）根據上述焊接工藝，焊后焊縫表面成形美觀，未發現超標缺陷，焊口合格。依據標準JB/T 4730—2005，焊縫射線探傷一次送檢合格率達99%以上。

（2）綜上所述，固定管斜45°對接焊是介于垂直固定管和水平固定管焊接之間的一種焊接操作方法，其綜合性非常強。

參考文獻

[1] 賀志范，王振.單面焊雙面成形質量差的原因及防止措施[J].商丘職業技術學院學報，2005，4（5）：53-54.

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