月牙肋板與錐管壁組合焊縫的焊接

王志超

（廣東省源天工程有限公司，廣東 廣州 511340）

1 工程概況

新疆哈德布特水電站位于富蘊(yùn)縣境內(nèi)，電站裝機(jī)容量200MW。在引水壓力鋼管的主管與支管的連接處，需設(shè)置專門的分岔結(jié)構(gòu)——岔管。該工程鋼岔管為月牙肋型，由月牙肋板、主錐管、支錐管、主管等組成。

2 組合焊縫的結(jié)構(gòu)形式和焊接難點(diǎn)

月牙肋板與主錐管和支錐管的組合焊縫長9650mm。材質(zhì)為Q390C。依據(jù)DL/T5017，該組合焊縫為一類焊縫；焊接位置涵蓋了平、立、仰焊。主錐管、月牙肋板、支錐管組合結(jié)構(gòu)形式及組合焊縫見圖1。

針對該組合焊縫的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和焊接難點(diǎn)，制定了相應(yīng)的措施，在施工中加強(qiáng)焊接接頭的質(zhì)量控制，質(zhì)量控制主要是對焊接材料、焊接工藝、焊工技能、和焊接檢驗等方面進(jìn)行控制。

3 岔管材質(zhì)的焊接性分析

鋼岔管的材料采用Q390C 高強(qiáng)度耐層狀撕裂鋼，根據(jù)國際焊接學(xué)會推薦的碳當(dāng)量公式得出，Q390C 的碳當(dāng)量為0.44%，碳當(dāng)量0.4%～0.6%母材淬硬傾向大，易產(chǎn)生裂紋。

4 焊接工藝

按DL5017-2007 和JB4708-2000 進(jìn)行了焊接工藝評定，根據(jù)施工圖紙質(zhì)量要求、板厚組合、坡口形式、接頭形式、焊接位置、焊接方法和代表的板厚等選出了典型的焊縫進(jìn)行評定。

1） 焊接方法選為：焊條電弧焊；2） 焊接材料：焊條選用型號為E5515-G，直徑為￠4.0mm，是低氫鈉型藥皮的壓力容器專用的低合金焊條，可全位置焊接；3） 焊接設(shè)備：焊接設(shè)備選用逆變弧焊電源ZX7—500S，碳弧氣刨清根使用專用電源ZX7-630S，氣源采用0.8Mpa 空氣壓縮機(jī)，碳棒直徑￠8.0mm，碳弧氣刨電流400A，直流反接；4） 預(yù)熱溫度、層間溫度：預(yù)熱溫度為120℃，定位焊縫預(yù)熱溫度比正式焊縫提高20℃～30℃。層間溫度不低于預(yù)熱溫度，溫度測量使用紅外測溫儀；5） 坡口形式：月牙肋板與兩錐管管壁的T 形接頭采用對接與角接的組合焊縫，坡口形式采用帶鈍邊J 形單邊V 形組合坡口；6） 焊工：每班安排8 名焊工；7） 定位焊：在定位焊前先將坡口兩側(cè)進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度為150℃，定位焊焊縫在岔管外側(cè)；8） 焊接工藝規(guī)范參數(shù)：采用短弧操作、窄道焊的方法，焊接熱輸入控制在15-40KJ/cm 范圍內(nèi)，采用多層多道焊。工藝參數(shù)見下表

焊接位置 焊條直徑 極性 焊接電流A 電弧電壓V 焊接速度（cm/min-1）平焊層4.0 直流反接135—165 22—25 5—10立焊層 130—145 22—24 6—8仰焊層 125—140 22—24 5—8

5 焊接操作過程

1） 先從岔管內(nèi)側(cè)焊縫開始焊接，平均分段、同步焊接，安排專人測溫并記錄。預(yù)熱溫度達(dá)到120℃時開始施焊、施焊后應(yīng)連續(xù)焊接完成；2） 平焊位置的焊工從引弧板端部引弧開始焊接，仰焊位置的焊工要在熄弧板端部熄弧；3） 根層焊接完成后清除熔渣和飛濺并打磨焊道表面使焊縫金屬與母材的夾角圓滑過渡；4） 岔管內(nèi)側(cè)先施焊到第三層,層道間打磨清理；5） 再對岔管外焊縫焊接，焊接前使用碳弧氣刨進(jìn)行清根，打磨滲碳層；6） 岔管外側(cè)焊縫焊接，焊工位置安排和內(nèi)側(cè)相同，先焊接三層后，第四層時岔管外側(cè)由于坡口面變寬每層分兩道焊接, 此層開始用圓頭風(fēng)鏟錘擊焊道表面以降低焊接應(yīng)力，蓋面層除外；7） 第五層轉(zhuǎn)到岔管內(nèi)側(cè)焊接，如此內(nèi)外交替進(jìn)行，直至焊接完成；8） 蓋面層焊接前，檢查焊道金屬表面距坡口邊緣線的深度，控制在0.5～1.0mm；9) 蓋面的第二道的焊接時，焊道寬度覆蓋第一道焊道約1/3，焊接完畢清除飛濺和熔渣。

6 后熱處理

焊后立即進(jìn)行后熱消氫處理，后熱溫度為250℃～300℃，保溫兩小時后，包裹石棉被緩冷至室溫。

7 質(zhì)量檢查及結(jié)果

后熱完畢24 小時后，進(jìn)行表面外觀檢查和100%磁粉探傷，均未發(fā)現(xiàn)缺陷，經(jīng)UT100%檢驗一次交驗合格率為99.3%。

8 結(jié)語

從UT 檢驗結(jié)果表明,所采用的月牙肋板與主錐管和支錐管的組合焊縫焊接工藝是可行的。