論熱風爐爐殼焊接方法對比

李艷艷,王　振,王　仿（安陽鋼鐵集團有限責任公司,河南　安陽　455000）

論熱風爐爐殼焊接方法對比

李艷艷,王振,王仿
（安陽鋼鐵集團有限責任公司,河南安陽455000）

摘要：本文通過三種焊接方法在實際施工中的對比，選擇出先進焊接技術，先進的焊接方法應用在高爐熱風爐爐殼的焊接過程中，其焊接質量好，極大的減輕了工人的勞動強度，降低了成本。

關鍵詞：高爐熱風爐；氣電立焊；成本對比

0　前言

2014年隨著安鋼生產發展形勢的需要，1號高爐新建一座新1號熱風爐，最高為37.836m，最大直徑為Φ11.26m，這項工程是工程技術分公司乃至安鋼集團公司重中之重的工程，工程技術分公司第六安裝部有幸承擔了這項工作，這項工程對制造質量要求非常嚴格，尤其是焊縫焊接質量要求非常高：100%超聲波無損檢測I級合格，我部對這項工程非常重視，并重點對焊接問題組織相關專業人員對焊接工藝進行了大量研究、并制定焊接工藝規程。

1　焊接方法的說明

（1）手工電弧焊：是利用手工操縱焊條進行焊接的電弧焊方法。工藝特點：特點1）設備簡單。2）操作靈活方便。3）能進行全位置焊接適合焊接多種材料。4）不足之處是生產效率低勞動強度大。5）對焊工的依賴性較高。

（2）CO2氣體保護焊，它是以二氧化碳氣為保護氣體，進行焊接的方法。其工藝特點：1） CO2焊穿透能力強，焊接電流密度大（100-300A/m2），變形小，生產效率比焊條電弧焊高1-3倍。2）CO2氣體便宜，焊前對工件的清理可以從簡，其焊接成本只有焊條電弧焊的40%-50%。3）焊縫抗銹能力強，含氫量低，冷裂紋傾向小。4）焊接過程中金屬飛濺較多，特別是當工藝參數調節不匹配時，尤為嚴重。 5）不能焊接易氧化的金屬材料，抗風能力差，野外作業時或漏天作業時，需要有防風措施，在野外當風速達到2M/S時，應停止作業。 6）焊接弧光強，注意弧光輻射。熱風爐的建設是在野外施工，其高度達30余米，時間在冬季，風速大，對焊接質量造成較大的影響。

（3）氣電立焊的能量密度比電渣焊高且更加集中，焊接技術卻基本相同。它利用類似于電渣焊所采用的水冷滑塊擋住熔融的金屬，使之強迫成形，以實現立向位置的焊接。通常采用外加單一氣體（如CO2 ）或混合氣體（如 Ar+O2 ）作保護氣體。它是一種全自動控制上升系統配用專門的藥芯焊絲、以CO2氣體保護 進行立向對接焊，焊接垂直或接近垂直位置的焊接接頭。電弧軸線方向與焊縫熔深方向垂直，焊接時在焊縫的正面采用水冷銅滑塊，焊縫的背面采用水冷檔排(或襯墊)，藥芯焊絲送入焊件和檔塊形成的凹槽中，熔池四面受到約束，實現單面焊雙面一次成形，是一種先進高效的焊接技術。

2　3種焊接方法的對比

（1）新1號熱風爐的板材較厚，一般為30mm左右，若立縫采用1和2的焊接方式，,坡口要求采用X型坡口型式，坡口面度數為30°左右，焊接工藝采用多層多道焊接一面，然后對背面清根、打磨后再對另一面進行多層多道焊，每層每道焊接完后要注意融合情況并清理熔渣，受操作技能和環境的影響較大，焊后無損檢測合格率相對較低。

（2）若立縫采用3的焊接方式，坡口要求采用V型坡口型式,坡口面度數為20°左右，從開坡口工序上減少了一半工作量，并減少焊縫填充量，焊接可一次成型，減少了碳弧氣刨和打磨的工作量。

（3）例如板厚為30mm，長度為2米的熱風爐爐殼單條立縫焊接，三種焊接方法的對比：

1）采用手工電弧焊：2個焊工，16個小時完成，填充金屬采用堿性焊條，堿性焊條的抗裂性較好，在焊縫清理不干凈或焊條不烘干時極易產生氣孔且起弧和收弧處易產生弧坑裂紋，焊接過程中焊接速度慢，焊接接頭多焊接速度比CO2氣體保護焊低2.5～3倍多，焊接過程的輔助時間相對較多。

2）采用CO2氣體保護焊，需2個焊工，10個小時完成，人員勞動強度大，對焊接技能要求較高，且由于風速的影響，對焊接質量造成影響，超聲波檢測合格率相對較低，另需人員搭建防風帆布，焊后對焊接飛濺的清理及不合格焊縫的返修等，增加了輔助工作量。

3）采用氣電立焊，焊縫可一次成型，不用碳弧氣刨清根和打磨，2個人工只需3個小時就能完成，焊縫質量高且成型美觀，氣電立焊焊接坡口形式與傳統的手工焊接有所不同，屬于窄間隙。經過實踐，超聲波檢測合格率可達98%以上。

3　無損檢測及力學性能對比

通過三種焊接方法的工藝評定報告作出對比：RT探傷內部無超標缺陷，II合格。力學性能數值為：手工電弧焊抗拉強度545Mpa CO2氣體保護焊抗拉強度：550Mpa氣電立焊抗拉強度：525Mpa.彎曲試驗無開裂現象，全部合格。均符合高爐熱風爐爐殼焊接工藝要求。

4　3種焊接方式成本對比

在實際工作中的焊接成本包括：人工費：15元/小時，輔助人工費：8元/小時材料費：焊條E50155.8元/kg，ER50-68.5元/ kg、AT-YJEG50A30元/kg。

（1）手工電弧焊：人工費2*16*15=480元材料費：2*5*5.8=58元返修費用：100元，輔材：20元。共658元。

（2）CO2氣體保護焊：人工費2*10*15=300元材料費：2*5*8.5=85元返修費用：80元，輔材：20元。共450元。

（3）氣電立焊：人工費2*3*15=90元材料費：2*7.5*20=300元輔材：10元。共400元。

新1#號高爐熱風爐爐殼立縫長度約為120余米。通過工藝對比采用氣電立焊焊接爐殼立縫爐殼，而且實踐證明采用該工藝，提高了野外施工的抗風能力，保證了焊縫質量，降低人員的勞動強度，而且效率高，焊接速度更是相對人工焊接提高了30多倍，為工程的質量和工期提供了保障。

參考文獻：

[1]中國機械工程學會焊接學會.焊接手冊[M].北京:機械工業出版社,第三版.

[2]勞動和社會保障部.焊工[S].中國勞動社會保障出版社,2003(05).

[3]郭智.氣電立焊技術在450m3高爐熱風爐焊接上的應用[J].甘肅冶金,2008,30(02).