藥芯焊絲自保護焊及其質量影響因素與控制

畢彩玉 曾九令 吳 勇 張俊嶺 孫 靜

中原油田建設集團公司 （河南 濮陽 457001）

藥芯焊絲自保護焊及其質量影響因素與控制

畢彩玉 曾九令 吳 勇 張俊嶺 孫 靜

中原油田建設集團公司 （河南 濮陽 457001）

根據我國長輸壓力管道建設的發展歷程及國家經濟及石油石化工業的發展，介紹了自動化程度高，焊接質量好，焊材利用充分，設備綜合成本低的藥芯焊絲自保護下向焊技術，并指明該技術主要應用于重型機械、電力設備、石油化工、交通運輸、建筑工程、航天航空等行業，尤其是大口徑長輸壓力管道的焊接。比較了藥芯焊絲自保護焊、手工下向焊及CO2氣保護下向焊的工程適應性，重點分析了自保護焊工藝規范及操作技能對工程焊接質量的影響。介紹了焊前準備、組對、設備計量及工序控制對焊接質量的影響。

藥芯焊絲 自保護焊 長輸壓力管道 下向焊 工序控制

伴隨著國家經濟及石油石化工業的發展，以西氣東輸工程為標志，我國的長輸壓力管道建設高峰期已經到來。長輸油氣管道越來越向大口徑、高壓力輸送方向發展。目前較為先進的長輸管道手工下向焊打底加藥芯焊絲自保護焊填充蓋面及其配套技術經過不斷的探索與實踐，正隨著西氣東輸及其支線工程的建設而在全國得到迅速推廣。

1 藥芯焊絲自保護焊應用范圍及特點

藥芯焊絲自保護焊自動化程度高，焊接質量好，焊材利用充分，焊接熔敷量大，比手工焊焊道少，熔化速度比纖維素手工下向焊提高15%～20%。焊渣薄，脫渣容易，減少了層間清渣時間。其焊接設備具有通用性且工程所需焊機和輔助工裝數量少，可用于半自動焊，也可用于手弧焊或其它焊接方法的焊接，設備綜合成本低。因而藥芯焊絲自保護焊作為一項先進的施工技術，主要應用于重型機械、電力設備、石油化工、交通運輸、建筑工程、航天航空等行業，尤其是大口徑長輸壓力管道的焊接。

2 藥芯焊絲自保護焊在工程中的適應性

由于工裝、設備、施工環境的影響，許多焊接方法對實際工程的適應能力較弱。CO2氣保護下向焊自動化程度高，焊接質量好，生產效率高，但因其工程輔助設備多且笨重，又使用外加保護氣體，因而不適合在有風、交通差的工程中運用。手工下向焊靈活性高，但對所用焊材性能、保管、使用要求嚴格且需大量高水平的焊工，成本較高。藥芯焊絲自保護焊是依賴于藥芯燃燒分解出的氣體及熔渣保護熔池和焊縫金屬的電弧焊方法，無須外加保護氣體，抗風性好，適應于有風的環境中焊接，而且藥芯焊絲對保管、使用要求較低，焊機和送絲機可合為一體且體積小和重量輕，輔助設備少，工程適應能力大大提高。目前，藥芯焊絲自保護焊技術在工程應用中的優越性已為廣大施工企業所認同，使該技術進行大規模推廣成為可能。

3 掌握正確的操作技能

雖然藥芯焊絲自保護焊技術適應能力較強，但若工程中工藝技術措施不當，將仍不能保證焊縫質量。藥芯焊絲自保護焊工藝參數主要有：焊接電流、電弧電壓、送絲速度、焊絲伸出長度（干伸長）等。藥芯焊絲自保護焊每一個參數都對焊縫質量有影響。如在一定的電流下(送絲速度)，當電壓過小時，將產生較大飛濺，熔合不良，鐵水不易成型，出現劈啪聲和頂絲現象；而電壓過大，會出現表面氣孔，燒穿，送絲不勻，成型不良等現象，而合適的電壓，飛濺小，電弧穩而柔和，送絲均勻。干伸長也會影響焊縫質量，當焊絲伸出長度過大時，熔深變淺，常出現焊不透等現象，而當焊絲伸出長度過小且長時間焊接，飛濺物易于粘附在噴嘴上，損壞導電噴嘴，進而擾亂焊絲的正常送進，影響送絲速度，最終導致質量缺陷。對于大口徑壓力管道不同的焊接位置其合適干伸長上爬坡位應保持15～25mm長，立焊位應保持20～30mm長，下爬坡仰焊位應保持20～50mm長。由于工藝參數對焊縫質量影響大且每一參數之間又相互作用，因而參數選配非常重要，參數是否匹配會直接影響到電弧的穩定，熔池的形狀、熔合的好壞、鐵水的成型及飛濺的大小，最終影響焊縫質量。因此為了保證藥芯焊絲自保護焊的焊接質量，一定要選用合理的焊接參數。

不僅藥芯焊絲自保護焊工藝參數會影響焊縫質量，焊工的操作手法正確與否對焊縫質量的影響也很大。在藥芯焊絲自保護焊操作手法中，起主要作用的是兩側停留時間、焊速、擺動頻率及幅度等。如焊工進行填充焊操作時，當形成熔池后，必須保持一定的焊接速度，快速穩步均勻的左右小幅擺動，帶動溶池有節奏的下拉行走，并且要按溶池的大小及鐵水的高度來決定步伐的快慢，在焊接過程中，焊絲決不可脫離熔池先行，必須帶動溶池一起行走，否則會出現頂絲、跳絲、熔合不良現象，焊到立焊位時，噴嘴角度稍有上傾，行走速度適當加快以防止鐵水的超前。特別是焊到下爬坡位時，會感到熔池變小，熔深變大，因此焊絲左右擺動幅度要加大，中間過度要快且兩邊要有適當的停留時間以保證坡口兩側鐵水與母材良好的熔合，否則兩側會出現較深的夾溝和中間鐵水過高等不良現象。

4 制定質保措施，保證自保護焊焊接質量

焊前準備、組對、設備計量、工序控制等方面措施要求是否得當，也會影響自保護焊的焊接質量。

在組對時，若使用內對口器，則須在根焊完成后方可拆卸和移動對口器，移動對口器時，管子應保持平穩。 使用外對口器組對的，須在根焊完成50%后方可拆卸，所完成的根焊道應分為多段，且均勻分布。施焊時，管子應保持平穩，不得受到震動和沖擊。施焊時，嚴禁在坡口以外的管材表面上引弧，層間必須仔細清除熔渣和飛濺物。另外，材料應有出廠質量證明書，質檢人員應根據合格證對照實物進行驗收，焊絲的焊接工藝性能應滿足管道全位置下向焊接要求，對于不合要求的焊絲應作為不合格品處理，不得用于管道焊接。

做好計量及設備管理工作，提高焊接質量。若計量未做好，所用儀器就不準，工藝參數的準確率就得不到保障，就會影響焊接質量，同樣，設備出現故障，將導致焊接工作的停止。因而，施工時應對參加工程施工的焊機、對口器、送絲機構、行走機構等焊接設備進行一次全面檢查，性能、數量要滿足工程施工要求，各種計量儀表必須讀數準確且在檢定有效期內.作到焊機運轉正常、調節靈活、性能安全可靠，才能發揮藥芯焊絲自保護焊技術的優勢，提高工程施工質量。

工序控制不好，將會間接造成焊接質量問題。因而，自保護焊每個工序之間，也要注意配合，上一個工序沒有完全結束或質量得不到保證，禁止下一道工序的施工。只有這樣，才能最大限度地保證其焊接質量，從而保證工程質量。

According to the developing history of long-distance transmission pressure pipeline construction in China,and the development of national economy and petroleum and petro-chemistry industry,an introduction is given to the self-shielded downward welding technology of fluex-cored wire,which has characteristics like the high degree of automation,the good quality of welding,the full use of welding materials,and the low comprehensive cost of equipment.Then it is pointed out that this technology is mainly applied to the industries of heavy machinery,electric power equipment,petrochemical industry,transportation,architectural engineering, and aerospace and aviation,especially the welding of big-bore long-distance transmission pressure pipelines.The study compares the engineering adaptabilities of self-shielded welding of flux-cored wire,manual downward welding,and down-ward welding under the protection of gas CO2,then mainly analyzes the effect of technological norms and operation techniques of self-shielded welding on the quality of engineering welding,and finally introduces the influence of preparation before welding,fitting up,equipment measurement and working process control on the quality of welding

flux-cored wire;self-shielded welding;long-distance transmission pressure pipeline;downward welding;process control

張簫鈴

2010-12-24