药芯焊丝半自动焊在长输管道中的应用
<p> 1 焊条电弧焊与药芯焊丝半自动焊联用焊接工艺的特点 </p><p> ①焊缝成型美观,焊接合格率高。②抗风能力强,风速小于12m/s时不需要采取任何防护措施,特别适用于野外作业。③可连续送丝,焊接过程中起弧和收弧接头减少,降低了焊接缺陷产生的可能性。④焊丝熔敷率高,药皮脱渣性好,焊热输入高,可降低焊缝冷却速度,有助于氢的逸出并减少和防止出现裂纹,生产效率约为焊条电弧焊的3-5倍。⑤生产成本低,有资料表明,药芯焊丝半自动焊的综合生产成本只有焊条电弧焊的2/3。⑥焊接接头力学性能好。半自动焊焊层薄层数多,前一层起预热作用,后一层可延缓前一层的冷却速度,对减少焊接缺陷有利,可提高焊接接头力学性能。⑦互补性好。根焊采用纤维素焊条打底,可减少烧穿的可能性,根焊成型好,能提高根焊合格率和生产率,弥补了半自动焊不能进行根焊的缺点。 2应用 </p>
<p> 以湖北孝感五市(县)天然气工程为例,介绍焊条电弧焊与药焊丝半自动焊联用焊接工艺的应用。焊接设备采用美国ITW集团公司生产的Miller BigBlue多功能半自动焊机,配S-32P便携式电压感送丝机。 </p>
<p> (1)管材化学成分和力学性能管材材质为X60,按照API Spee 5L标准,管材规格为φ600mmX10.3mm,其Rm=525 MPa,ReL=465MPa,A=41%。 </p>
<p> (2)焊材根焊采用奥地利BOHLER公司生产的FOX CEL E6010纤维素焊条,直径为φ4.0mm。填充焊及面层焊接均采用美国林肯公司生产的低氢型药芯焊丝,牌号NR207,焊丝直径为φ2.0mm,其Rm=532 MPa,eL=420MPa,A=20%。E6010焊条和NR207焊丝适用于API 5L X42~X7。 </p>
<p> (3)焊接接头设计按照API 1104标准要求,对φ406.4mm以上的钢管,其直径偏差的下限为0,上限为1.3mm。现场布管时,应先按直径偏差进行级配后布管,以减少相邻钢管组对时的错边量,提高组对速度和组对质量。 </p>
<p> (4)焊接准备①环焊缝对接采用内对口器,清除坡口及坡口两边20-30mm内内、外壁上的杂物及氧化皮,将原螺纹管管端10mm范围内的螺纹余高磨掉,使其呈30°仰角平缓过渡。②采用火焰加热器预热,保证管口加热均匀,焊前用钢丝刷清除加热产生的氧化皮及烟尘,预热温度为100-200℃。冬季实际操作时应高于该温度20-30℃,以保证施焊时所需温度,预热范围为坡口两侧各大于50mm。③准备环焊缝对接用内对口器。 </p>
<p> (5)焊接参数焊接层数为4层,根焊采用焊条电弧焊,填充焊和面层焊接均采用自保护药芯半自动下向焊接。 </p>
<p> (6)焊接工艺评定按SY/T4103-1995的规定进行焊接工艺评定试验。评定试板经无损检测合格后,再进行拉伸、弯曲及缺口试验。焊接工艺评定试验表明,焊接接头的各项指标均符合要求。 3焊接过程中应注意的事项 </p>
<p> ①由于管径大,为保证焊接受热均匀,避免因受热不均匀造成的错变量加大,施焊时每层由2名焊工同时在甲、乙位置对称施焊。②起弧时焊丝应伸出导电嘴约10mm,重新起弧时应把伸出的焊丝剪掉,这样更容易起弧。焊接过程中应当保持焊丝的伸出长度,仰焊时可将焊丝伸出长度适当加长至15-20mm,但不宜太长,以避免因焊丝伸出太长造成过热发红,降低焊缝力学性能。根焊与第一层填充焊之间的时间间隔不宜超过5min,层间温度不小于100℃。③填充焊以低于母材表面0.5mm为宜,应根据坡口适当摆动,使坡口两侧融合良好,但不能破坏坡口。④每层焊接结束后,用砂轮机及钢丝刷将焊缝表面的焊渣及表面缺陷清除干净。⑤焊接初学者不宜采用热接法,尤其是根焊时应防止接头处造成夹渣及未焊透等缺陷,焊丝接头处用砂轮机磨削后再进行下一层焊接。⑥面层焊接时适当摆动电弧,使坡口两侧母材充分熔化,以减少焊接缺陷,保证焊缝顺直。但不能摆动过大,避免造成焊缝中心内部凹陷,收弧时应适当停留并拉长焊丝长度,可以缩小弧坑及收弧造成的缺陷。⑦药芯焊丝对焊接参数要求高,尤其是对电压的精确度要求极为严格,误差在0.5V以内。焊工操作不当以及焊接参数选配不当都容易产生气孔,尤其在面层焊接时更易发生。焊工要掌握正确的焊接操作方法,逐步掌握各种工艺参数,不断总结操作经验,以有效防止焊接缺陷的产生。 4结语 </p>
<p> 药芯焊丝半自动焊与焊条电弧焊联用,互相弥补了缺点,提高了焊接速度和焊接质量,降低了生产成本。根焊采用纤维素焊条电弧焊,填充焊、层面焊接采用药芯焊丝半自动焊的焊接工艺,在长-呼线、涌-沪-宁管线应用的焊接合格率超过98%,焊接施工周期缩短30%。这种高效的焊接工艺必将在大直径长输管道中得到广泛的应用。</p>
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