淺析氬弧焊打底在燃氣管道焊接中的應用

菅良才

摘要：隨著社會經濟的不斷發展和時代的進步，各行各業的技術也不斷改革更新，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;焊接技術;質量控制

引言

城市燃氣管網的安全運行對于城市公共安全有著至關重要的地位，更是燃氣運營企業的首要工作重心，管網運行的安全狀況會直接影響企業的社會效益和經濟效益。我國的管道燃氣事業經過幾十年的發展現已形成一定的規模，并隨著現代城市建設而進入高速發展的時期。如何增強燃氣管道安全性這個課題，已越來越迫切地需要被破解。由于城市燃氣管道項目施工的特殊性，它屬于國家控制的特種設備，不僅關系著人們的生命財產安全、政府的形象和社會的安定，還直接關系著市容市貌和人們的出行，因此必須保證其質量符合相關規范標準，只有這樣才能確保整個工程的成功。

1 氬弧焊概述

氬弧焊是氣體保護焊的一種，分為熔化極氬弧焊和非熔化極氬弧焊。我們工藝中所講的氬弧焊是指鎢極氬弧焊（又稱TIG 焊），屬于非熔化極氬弧焊，它是利用難熔金屬鎢或鎢的合金棒作為電極，通過使鎢極與工件之間產生電弧，并利用氬氣嚴密地保護鎢極、焊絲和熔池進行焊接的一種方法。TIG 焊具有以下優點：（1）電弧為明弧，在焊接過程中便于控制調整，可進行全位置焊接;（2）打底焊時可采用連弧焊，焊接速度快，質量高，熔渣幾乎沒有;（3）電極不熔化，易維持恒定的電弧長度，焊接過程穩定;（4）氬氣是最穩定的惰性氣體之一，比空氣重，焊接時在電弧周圍形成一圈穩定的氣體保護層，不會出現氣孔和合金元素燒損，焊縫質量高。

2 氬弧焊打底優點

（1）質量好。只要選擇合適的焊絲、焊接工藝參數和良好的氣體保護，就能使根部得到良好的熔透性，而且透度均勻，表面光滑、整齊。不存在焊條電弧焊時容易產生的焊瘤、未焊透和凹陷等缺陷，較焊條電弧焊更有把握保證根部質量。（2）效率高。在管道的第一層焊接中，手工氬弧焊為連弧焊。而焊條電弧焊為斷弧焊，因此手工氬弧焊可提高效率2-4 倍。因不需清理熔渣和修理焊道，則速度提高更快。在第二層電弧焊蓋面時，平滑整齊的氬弧焊打底層非常利于電弧焊蓋面，能保證層間良好地熔合，尤其在小直徑管的焊接中，效率更顯著。（3）易掌握。手工電弧焊根部焊縫的焊接，必須由經驗豐富且較高技術水平的焊工來擔任。采用手工氬弧焊打底，一般從事焊接工作的工人經較短時間的練習，基本上均能掌握。（4）焊接范圍廣。基本上所有的金屬材料都可以進行氬弧焊打底，尤其適宜焊接化學成份活潑的金屬和合金。（5）變形小。采用氬弧焊打底，由于氬氣流會將電弧進行壓縮和冷卻，致使氬弧的溫度升高、電弧熱量集中，在這種情況下進行焊接工作具有變形小的優勢，尤其適用于薄件焊接和管道打底焊。

3 焊接技術應用

3.1 焊前準備和焊前清洗

燃氣管道的焊接接口如何準備，準備的質量高低對整個管材焊接質量的影響非常大。焊接施工人員需要根據燃氣管道的壁厚及形狀特點采用不同的對接形式。為了保證燃氣管道對接時的焊接質量，由于TIG 焊工件和填充金屬表面的污染比較敏感，因此在焊前必須除去表面的油污、氧化膜等，其最常用的清理方法是機械清理。3.2 電源種類與極性對于氬弧焊打底，為了減少鎢極的燒損，選用直流正接法;對于手弧焊，為了提高焊接速度，采用直流反接法。

3.3 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%。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。

3.4 效益分析

實踐表明，在燃氣管道施工中，采用氬弧焊打底技術比采用手動弧焊打底更具優勢：質量好、效率高、易掌握、變形小、焊接范圍廣等，最重要的是采用氬弧焊打底技術還有效提高了一次焊接合格率。由于與手弧焊的焊接材料成本相比，氬弧焊的焊接材料成本要高，所以看起來好像采用氬弧焊打底會增加項目成本，但是實際上項目成本并沒有增加。

4 有效的質量控制

4.1 加強壓力管道焊接的檢測和監管力度

為了確保壓力管道焊接質量，加強檢測和監管力度是一項常用的有效措施之一，主要有外觀、壓力試驗、無損探傷等方面。外觀檢驗重點針對焊縫外形、寬度、余高、咬邊等常見問題，同時還需要檢測焊縫與硬度確保達到預期焊接要求。在焊縫外觀檢查合格后需要進行無損探傷，檢查焊縫內是否存在氣孔、裂紋、未熔合、未焊透等問題，超聲波和X 射線是常用的無損探傷方法。壓力測試則是針對完成部分管道進行打壓試驗，檢測管道是否達到要求壓力，是否存在漏點。除了施工人員自查外，現場還應設置專職監理人員，不僅要檢查施工方案的合理性，還要客觀地評定焊接工藝，合理地分析焊接技術、方法、焊接位置、填充金屬型號等。

4.2 優選并嚴格控制材料質量

焊接材料是保障壓力管道安裝焊接質量的基礎，關系到工程質量、進度和成本，加強焊接材料采購、驗收、使用等各個環節的管理，施工單位要不斷完善材料管理體系，實現科學、合理、系統的管理模式。在選擇、驗收和使用焊接材料是應嚴格按照國家相關規定進行，在進行焊接操作前應全面查驗所需材料，當焊接材料質量、規格、型號等出現問題時應及時調整或者更換，避免選擇和領用時發生錯誤，當材料表面存在油污或者銹蝕等雜質時，要采取必要的處理措施或者替換成符合要求的材料。壓力管道的主要組成材料有管子、閥門、管件、法蘭、螺栓、支撐件等。通常在管道焊接前會先鋪設管道和配件，因此，在選擇焊接材料時需要考慮壓力管道材質、管道承載載體的性質，例如：當管道輸送易燃易爆或者化學品時，施工人員應清理干凈壓力管道，選擇與載體無反應的焊接材料。

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。

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（作者身份證號碼：130127198201051818）