淺析氬弧焊打底在管道焊接中的應用

丁自力 慕香奎 裴先鋒 白玉

摘 要：隨著我國的綜合國力在快速的發展，社會在不斷的進步，氬弧焊打底工藝因具有造價低、易操作、質量高、施工速度快等優勢而被廣泛應用于管道焊接施工中，本文主要分析了氬弧焊打底在管道焊接中的具體應用，以供參考。

關鍵詞：氬弧焊打底；管道焊接；技術

引言

管道焊接是很多工程項目的重要內容，焊接質量是否合格決定了項目實施效果。因此，在工程施工中，應根據工程實際情況與規范要求，采取合理可行的管道焊接工藝方法，并制定有效的質量控制措施，保證管道焊接質量，使其充分發揮應有作用效果，為項目的順利實施及發展奠定良好基礎。

1 石油化工管道焊接工藝

目前，石油化工管道焊接，主要采用的工藝如下：①氬弧焊。在管道焊接作業中，利用氬弧焊，進行底層焊接，能夠保證焊接的效果。依據電極的不同，氬弧焊可劃分為熔化極氬弧焊以及非熔化極氬弧焊。②二氧化碳氣體保護焊。在實際應用中，要明確焊接位置以及技術要求。焊接前，要進行坡口清理以及兩側表面的油污、漆層等的清理。除此之外，要進行設備和氣路的檢查。二氧化碳氣體保護焊工藝，通常采用Si與Mn聯合脫氧，焊接效果較好。③焊條電弧焊填充。一般來說，石油化工管道焊接作業中，完成打底施焊作業后，要及時做好焊接作業產生的雜質清理工作，比如熔渣等。若發現隱患點，要進行清除處理，再次進行焊接、磨平。使用焊條電弧焊填充，必須要保證底層焊縫接頭位置和焊縫接頭錯開距離超過10mm，中層位置使用直徑參數為3.2mm的焊條。若管壁厚度參數為9mm，則設置三層焊縫，中縫使用的焊條，其直徑參數為3～5mm。

2 氬弧焊打底在管道焊接中的應用

2.1 工程概述

本文的研究對象為金強川灌區水源保障二期工程的一部分，該工程主要由取水樞紐、灌溉總干管、一干支管等部分組成，引水樞紐布置在金強河上游，采用有壩取水方式通過灌溉總干管輸水至安門，全長7.552km。一干支管由上廟兒溝引至柏林溝，全長15.272km。灌溉一干支管在一干6#分水口分水，沿金強河左岸山前壟崗狀低山丘陵區分別穿過廟兒溝、甘沙溝、黃草川、野雉溝至韭菜溝。起始設計流量0.37m3/s，末端設計流量0.23m3/s，管徑分別為Φ1220×12、Φ820×9、Φ630×8與Φ529×7，沿線設各類閥井38座。在管道工程施工過程中，要求鋼管外徑誤差控制在1.5%以內，管道安裝焊接質量需符合水利工程建設施工及驗收規范要求，管道焊縫25%X射線探傷達到三級片以上即為合格。對此，設計采用焊絲2.5mm進行氬弧焊打底，427型焊條蓋面作業。

2.2 質量檢查常態化

在管道焊接作業中，為強化質量的管控，由項目部負責，定期進行質量檢查，比如周檢查。通過管道焊接質量檢查，及時發現問題，并且進行工程亮點評審，對發現的問題追究到人，要求相關部門進行整改。通過監督整改，解決實際存在的問題。對工程管道焊接質量管理亮點，加大宣傳以及獎勵力度，進而增強作業人員的焊接質量把控意識。除此之外，要注重焊接設備的檢查。在石油化工管道焊接作業中，常用的設備包括TIG焊機以及交流焊機等，為保證焊接作業的質量，必須要做好設備檢查，使其處于正常使用狀態。操作人員在使用設備時，必須要嚴格按照規程操作，避免超負荷使用。

2.3 焊接前的準備工作

事預則立、不預則廢，要想提高管道焊接質量和工程施工效率，在應用氬弧焊打底工藝進行焊接時需做好前期準備工作。一是金強川灌區水源保障二期工程對管材質量要求相對較高，加之工程管道安裝施工規模相對較大，施工過程中應做好管材質量檢查與驗收、管材管理工作，避免管材自身質量影響焊接質量。同時要科學選擇管材供應商，做好供應商資質、誠信調查和管材生產與運輸質量控制工作，管材到達現場后需對其外觀、質量進行檢查，剔除不規范、不合格的管材。此外，還要做好管材與閘閥推翻管理工作，可利用塑料布、木板等進行隔離。二是在管道安裝施工過程中，為提升管道安裝效率需做好預處理工作，包括管材切割、坡口處理、管子組對與敷設等。如根據實際情況利用砂輪進行切割，切割口需與管材中心線保持垂直，切割完成后的管子管口需做30°坡口處理，并在管段內外1.0～2.0cm范圍進行打磨，使其呈現出金屬本色。管道直徑不同其對口間隙也不同，通常情況下管道直徑超過57mm時，對口間隙需控制在2～3.5mm；管道直徑低于57mm時，對口間隙需控制在1～2mm。焊縫為直縫時管材組隊過程中，焊縫與支架的距離應在50mm左右。三是通過構建避風設施，實現焊接過程中風速的有效控制，以降低生氣孔的產生。

2.4 焊縫檢測

1）外觀檢測（1）焊縫和母材之間的過渡必須保持圓滑，在焊縫的表面應沒有缺陷，如氣孔、裂紋與夾渣，當檢查出缺陷時，應按照相關標準立即處理。（2）焊縫的余高不能超過3mm，且其寬度比坡口處的增寬不能超過4mm，即每側增寬不能超過2mm。（3）焊縫的咬邊深度應控制在0.5mm以內，其兩側咬邊的總長應不可超過焊縫總長1/5，同時也不能小于40mm。（4）當焊縫的外觀不合格時，應及時通過返修處理至合格，否則不允許進行后續施工操作。2）探傷檢測將焊口焊接好后，根據相關標準開展射線檢測，檢測時的探傷級別應按照現行規范確定。對于現場檢測人員，應對檢測所得結果進行分析判斷，確定是否合格，并對檢測記錄進行填寫，以供后續隨時查看。

2.5 焊接操作與管理

采用氬弧焊打底技術進行焊接的流程為：焊前準備與檢查→氬氣保護→氬弧焊焊接→焊后處理→焊接質量檢驗。依據氬弧焊打底技術應用要求，焊接過程中需控制好焊接參數（焊接電流、電弧電壓、氬氣流量、焊接速度等），以提升焊接質量。焊接電流過高易出現焊縫咬邊缺陷，焊接電流過小易出現未焊透、未焊牢的問題。對此可采用現場實驗法明確焊接參數，由工藝概述可知本文所研究的管道工程氬弧焊打底焊絲為2.5mm，氬氣純度超過99.9%，其焊接參數詳見表1。實際操作過程中主要采用填絲法與自熔法進行處理，填絲法需留有一定對接縫隙，在坡口處進行填絲，通過斷續或連續送進滿足焊接需求。小直徑管子焊接過程中采用自熔法進行處理，需保證鎢極與熔池始終為垂直狀態，并在氬氣保護下控制好鈍邊熔化過程。值得注意的是氬弧焊打底焊接過程中應選用直流弧焊機進行操作，為降低焊接對鎢極質量的影響應用正極性接法進行處理，焊接焊條應隨取隨用并給予一定溫度的烘干處理，焊口焊接后需做好清潔工作，去除熔渣與焊縫飛濺物。

3 結語

氬弧焊打底工藝是管道焊接中應用較為廣泛的焊接技術，其應用對提升焊接質量、控制焊接成本、提高管道焊接施工效率、降低勞動強度、提升一次焊接合格率具有顯著效果。相關工作人員應掌握氬弧焊打底工藝，為提升管道施工質量奠定基礎。

參考文獻

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