Q345B大型雙拼鋼管焊接工藝

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，從焊前準備、焊接工藝及操作要點等關鍵參數進行了規范化，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，極大地提高了埋弧焊管的焊接質量和生產效率。

關鍵詞：Q345B；大型雙拼；焊接工藝

前言

在我國特高壓輸電工程快速發展的過程中，陸續出現了一批跨海、跨橋的高塔，相對于普通的鋼管塔，此類塔對鋼管的規格和加工技術提出了更高的要求，如220kV舟山與大陸聯網輸電線路370米高塔，最大管徑達2000mm，壁厚達25mm。作為承載主材，鋼管縱焊縫質量的好壞對整塔的承載能力和整體強度起決定性的作用。因此，制定合理的制作工藝，確保鋼管的焊接質量至關重要。本文以管徑2200mm，壁厚28mm的Q345B大型雙拼鋼管為對象，從焊前準備、焊接工藝及焊接操作要點等方面進行了規范，以便為鐵塔行業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鋼，在輸電鐵塔中得到了較多的應用。由于添加了少量的V、Ti、Nb微量合金元素，其綜合機械性能較好。28mm厚Q345B鋼的化學成分及力學性能見表1。

鋼的焊接性好壞可通過碳當量進行判斷，根據碳當量（Ceq）計算公式：Ceq=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Ni+Cu）/15，計算可得Q345B的碳當量為0.38，表明其焊接性良好。

2焊接工藝的選擇

2.1焊接方法

根據國內鐵塔廠家直縫埋弧焊管的實際生產條件，選用富氬氣體保護焊打底，埋弧焊填充、蓋面。鋼管焊接嚴格執行GB 50661-2011《鋼結構焊接規范》、DL/T 646-2012《輸變電鋼管結構制造技術條件》和Q/GDW384-2009《輸電線路鋼管塔加工技術規程》，縱縫應進行100%的無損探傷檢驗，且達到二級焊縫質量要求。

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。為提高生產效率和坡口開設精度，采用下料和坡口開設同時進行的方法，主要通過專用下料軌道模具，采用火焰切割設備對其進行加工，坡口精度控制在±2°。

2.3焊接材料

富氬氣體保護焊（GMAW）選用直徑為φ1.2mm 的ER50-6焊絲，保護氣體為85%Ar+15%CO2；埋弧焊（SAW）選用直徑為φ4.0mm的H08MnA，外焊焊劑選用HJ431，內焊選用SJ101。

3 焊接工藝的實施

3.1焊接準備

3.1.1 焊前準備

（1）焊前將坡口及其兩側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。

（2）HJ431和SJ101焊劑使用前須分別經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，縱向和徑向錯邊控制在0-0.5mm。

（3）焊接完畢，焊工應對定位焊縫進行自檢，對起弧、收弧處產生的氣孔、弧坑等須進行打磨出來，防止產生夾雜、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，焊接操作人員需嚴格按照相應的焊接工藝卡執行，焊接工藝參數如表2所示，各焊層的操作要點如下：

表2 焊接工藝參數

（1）富氬氣體保護焊。為便于操作，將焊縫放置于橫焊位置。焊接時第一層打底采用小電流短路過渡，控制好熔池的溫度，防止產生燒穿和焊瘤缺陷。焊時焊槍與工件表面呈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。焊接過程中焊槍和焊絲可稍作橫向擺動，保證坡口兩側熔透。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，然后繼續引弧焊接。

（2）埋弧焊填充、蓋面、內焊。為便于焊絲的熔滴的高質高效過渡，焊槍頭離工件距離20-30mm，焊絲伸出長度30-40mm，同時將焊劑層高度控制在20-30mm。內焊時，為保證內焊熔透，消除打底焊可能產生裂紋、夾渣等缺陷，焊接電參數比填充、蓋面稍大些。為避免焊接接頭在使用中產生應力集中，焊縫余高控制在1-2mm。

4焊接檢驗

鋼管焊接完成后，由外觀質量檢測人員依據GB50205-2001《鋼結構結構施工驗收規范》進行外觀檢查。針對大型鋼管，應由無損檢測人員依據GB/T11345-2013《焊縫無損檢測超聲檢測技術、檢測等級和評定》對鋼管縱縫進行100%超聲波檢測，焊縫應達到B級檢測的Ⅲ級質量要求。針對上述大型鋼管整個工藝流程的規范化，實際生產中，其二級質量的一次合格率達到了98%以上，避免了二次或多次修補，極大地提高了埋弧焊管的焊接質量和生產效率。

5結論

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、裂紋等缺陷的產生，可使焊縫二級質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量和生產效率。

參考文獻：

[1]陳裕川.低合金結構鋼的焊接.北京：機械工業出版社，1992.

[2]杜兵，秦建，費大奎.焊接熱輸入及應用[J].焊接，12：9-11，2012.

[3]Q/GDW 384-2009 輸電線路鋼管塔加工技術規程[S].

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，學歷學位：大學本科，職稱：中級.endprint