內襯不銹鋼復合型給水管道焊接工藝研究

齊雪楓

浙江省地礦建設有限公司

1 前言

隨著時間的推移，城市中的給水管道腐蝕老化，經常會發生管道漏水、飲用水中含有雜質；這主要是原有的給水管道多采用球墨鑄鐵管道，管道內部易發生腐蝕、生銹的現象；為了防止這一現象的發生，我們采用了內襯不銹鋼復合型給水管道，下面將對內襯不銹鋼復合型給水管道焊接工藝進行探討。

2 內襯不銹鋼復合型給水管道焊接原理

內襯不銹鋼復合型給水管道采用焊接接口（內壁堆焊），將內襯不銹鋼復合型給水管道距離端口部位50mm 范圍內的襯里層切除，然后在裸露的基體鋼管內表面上采用“氬弧焊”的方式一圈一圈焊融不銹鋼焊絲，形成2mm～3mm 后的熔敷金屬層，然后對熔敷層表面加工平整并將鋼管端部加工成焊接坡口，焊條電弧焊蓋面工藝進行焊接。

2.1 焊接工藝

內襯不銹鋼復合型給水管道焊接方法是采用手工鎢極氬弧焊。焊接過程中焊接管材內部需要填充氬氣對焊縫進行保護，否則將產生氧化，影響焊縫成形和焊接質量。管材焊接的工藝流程有：管材切割→坡口加工→端部封焊→打磨坡口→調平→焊接→焊縫檢測→水壓試驗等幾個部分組成。

2.2 焊接前準備

（1）焊材的選擇由于內襯不銹鋼復合型給水管道的特殊性，焊接時采用三種不同的焊材來焊接同一條焊縫，以保證焊縫質量。（2）氣體的選擇鎢極氬弧焊的保護氣體應該選用純度不小于99.98%的氬氣。根據焊接的金屬材料、電流的大小及焊接方式來決定氬氣的調節方法，電流越大，保護氣應越大。（3）下料及坡口制作內襯不銹鋼復合型給水管道焊接的坡口制作采用冷加工方法。 采用無齒鋸進行切割，并預留2mm～3mm 加工余量。管子切割后對切口進行修整，毛刺打磨干凈。用磨光機進行坡口加工，復合管的坡口開在基層一側，坡口形式為單V形。

3 內襯不銹鋼復合型給水管道焊接質量問題及原因分析

內襯不銹鋼復合型給水管道焊接過程中出現的質量問題分為兩種：一種為外觀缺陷，可以直接觀察到，有焊縫余高不合格、錯口、表面夾渣等；另一種為內部缺陷，必須借助儀器探傷，有未熔合、氣孔、裂縫等。而造成這幾種缺陷的原因又是多種多樣的，下面我們通過人、機、料、法、環幾個方面進行分析：首先是電焊工的焊接技術是否熟練，有沒有經過專業的培訓，對需要焊接的材料是否了解。

其次是電焊機的選擇是否合理，連接電焊機的電壓是否穩定；再次是氬弧焊所選用的氬氣是否合格、不銹鋼焊條選擇是否準確；最后是焊接的流程及焊接時電流大小是否合適。

4 內襯不銹鋼復合型給水管道焊接質量問題的解決方法

上面我們對影響內襯不銹鋼復合型給水管道焊接質量外部及內部缺陷的原因進行了分析，下面我們就針對各種可能的原因給出解決方法。首先我們要對電焊工進行能力測試，對不合格的電焊工進行崗前再培訓，直至合格方能上崗作業；再有就是要選擇相對應的電焊機，不銹鋼焊接必須采用直流電焊機，并單獨為電焊機接一條臨時用電回路，保證電焊機電壓穩定；第三是選用經過檢測合格的氬氣及準確的選用電焊條；最后是要經過反復的試驗，摸索出一組復合施工現場環境及焊接母材特征的焊接電流及相關參數。

（1）內襯不銹鋼復合型給水管道焊接要求焊接現場需要有防風措施，當現場風速大于2m/s、相對濕度大于90%時，禁止焊接作業。并清理干凈焊接區域，以免焊縫中出現氣孔。

（2）由于內襯不銹鋼復合型給水管道是通過擠壓使內外層貼合在一起的，接觸面會存在一部分空氣、油污或者水分等雜質，所以在焊接過程中會產生一定量的水蒸氣和二氧化碳氣體，可能會產生氣孔影響焊縫質量，所以必須對內襯不銹鋼復合型給水管道坡口端部進行封焊。封焊采用小電流、快焊速、小電弧擺幅、在管材一周均勻堆焊兩層。電流應控制在60A上下，以防止內襯不銹鋼層被燒穿。

（3）內襯不銹鋼復合型給水管道定位焊首先保證管材對接的精度，使坡口間距符合工藝要求。量測對接完成的焊口，要求偏差不能超過管材壁厚的10%，且不大于2mm。在進行底焊時會使管材產生一定的應力，因此必須進行初步定位焊接。定位焊接的方法為三角固定焊法，每個焊接點長度一般為10mm～15mm，焊接厚度控制在2mm～3mm。定位焊接的工藝必須與底焊一致，電流應當控制在80A～90A。由于內襯層是不銹鋼，管材內部焊縫會產生嚴重的氧化，為保證焊縫成形和焊縫質量，管子內部必須進行充氬氣保護。充氬氣前，需要用膠帶紙將管口進行封閉，然后進行氬氣填充。

（4）由于內襯不銹鋼復合型給水管道焊接的特殊性，需要采用不同的焊接材料來焊接，必須嚴格執行焊接工藝，焊接中的有關注意事項如下：底層不銹鋼層焊接前，要確保管材內部持續在氬氣保護狀態下。底層焊接是內襯不銹鋼復合型給水管道焊接質量要求最高、難度也是最大的一步，打底焊縫應一次完成，不允許中途停止，焊接采用不接觸引弧，采用引弧板引弧時，引弧板應放在焊接坡口上，底層焊接送絲形式采用內填絲，要求坡口間隙大于焊絲直徑，焊絲需緊貼坡口內側鈍邊處，同步熔化進行焊接。因為可以看清楚反面余高情況，也可以看見鈍邊和焊絲的熔化的情況，所以焊縫熔合程度，反面余高和未熔合等問題可得到很好的控制。焊接第二層時不得將打底層焊道燒穿，防止焊道下凹或背面劇烈氧化，填充及蓋面焊接時要嚴格控制層間溫度，不允許超過60℃，并采用多層焊道的焊接方法。外層鋼管焊接采用電弧焊，設備選用交流電弧焊機，焊接材料的選用必須與母材相適應，不可以在坡口處的母材表面引弧和試驗電流，并應防止電弧擦傷母材，焊接過程中要注意焊接電流的選擇，注重接頭和層間的打磨清理，每個焊口完成后進行清渣自檢，每條焊縫宜一次連續焊完，中斷后再次焊接前檢查焊道表面，確認無裂紋后方可繼續施焊。全部完成后要進行檢查，自檢合格后進行無損探傷檢測。

總的來說，市政工程項目是支撐國家發展和城市進步的重要基礎建設項目。因此需要施工單位加以重視。而市政工程施工當中，管材焊接問題普遍存在，所以需要采取有效的措施提高焊接質量，而內襯不銹鋼復合型給水管道焊接技術由于其焊接難度大、一次性檢測合格率低等特點，對市政工程整體質量影響較大。所以，應該進一步加強內襯不銹鋼復合型給水管道焊接質量的研究，探討其優勢作用，并進行不斷的優化和完善，提高內襯不銹鋼復合型給水管道的應用效果，加強其在市政工程中的應用，為建設高質量的工程奠定堅實的基礎。