2011年，我公司承接的沙特阿美公司的Wasea 項(xiàng)目管道施工中，由于當(dāng)?shù)貨]有氬氣和鎢極氬弧焊設(shè)備，不能采用國內(nèi)慣例管道根部采用氬弧焊打底的成熟焊接工藝。為了保證管道打底焊質(zhì)量, 怎樣進(jìn)行對(duì)管道根部焊接，成為焊接難題。

經(jīng)過和相關(guān)技術(shù)人員、焊接技師研討，決定采用手工焊條連弧打底焊接技術(shù)進(jìn)行管道打底焊。經(jīng)過焊接工藝評(píng)定，確保了該項(xiàng)工藝的正確性，順利完成此項(xiàng)焊接任務(wù)。

1    管道材質(zhì)

本次施工焊接管道材質(zhì)為X65與X60，規(guī)格Ф350mm×15.9mm，這兩種鋼管都具有很高強(qiáng)韌性和良好的焊接性，主要用于輸油氣管線。其化學(xué)成分和力學(xué)性能見表1、表2。

2    焊前準(zhǔn)備
2.1    焊接設(shè)備

管道焊接采用美國林肯INVERTEC V350-PRO 焊機(jī)，此焊機(jī)可用于手弧焊、TIG焊、熔化極氣保焊等，性能可靠。
2.2    焊接材料

焊材采用ESAB公司生產(chǎn)焊條，牌號(hào)為E8018 -G，規(guī)格分別為Ф2.5mm×350mm、Ф3.2mm×450mm，其化學(xué)成分見表3。

3    焊前清理

采用單邊V型坡口型式，角度35°，鈍邊1.5~ 2mm，如圖1所示。焊前用角向磨光機(jī)將坡口表面及內(nèi)外邊緣20mm范圍內(nèi)的水、銹、油污、氧化皮清理干凈。
 

施工管道

 4    焊縫組對(duì)

由于甲方對(duì)管口內(nèi)部質(zhì)量要求很嚴(yán)格，為保證管口內(nèi)部成型美觀，管口組對(duì)采用“搭橋”方式。采用四個(gè)鐵塊對(duì)管口均勻分布固定點(diǎn)焊, 這樣點(diǎn)固焊縫，焊接時(shí)可以減少焊接接頭，降低焊縫間隙收縮量，并保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量。

點(diǎn)固時(shí)注意焊縫間隙，保持在2~3mm。如果間隙太小，容易出現(xiàn)未熔合、未焊透和夾渣等缺陷。間隙過大則容易燒穿，出現(xiàn)焊肉下墜和氣孔缺陷。正式打底焊接時(shí)，橋接點(diǎn)固點(diǎn)采用砂輪機(jī)磨掉，點(diǎn)固示意如圖2。、

5    打底焊接
為了在焊接過程中便于掌握焊條的角度，減輕焊接電纜在彎曲時(shí)別勁，保持勻速運(yùn)條，打底焊接時(shí)，采用300A的小焊鉗，35m2軟焊接電纜。由于管徑大于Φ350mm，需要兩名焊工同時(shí)進(jìn)行對(duì)稱焊接（注：ASMEWPS-8標(biāo)準(zhǔn)要求大于Φ350mm的管道需采用雙人對(duì)稱焊）。
以管口2G位置垂直固定焊接為例，敘述手工焊條連弧焊接要點(diǎn)。打底用規(guī)格為Φ2.5mm的焊條，焊機(jī)極性采用直流正接，可以增強(qiáng)焊條的穿透力。

引弧時(shí)首先在下坡口處點(diǎn)焊一點(diǎn)，再在對(duì)應(yīng)的上坡口引弧與下坡口點(diǎn)焊處連接，待形成熔池后向前運(yùn)條，采用斜圓圈法運(yùn)條方式，焊條端部緊頂上下坡口，但不能頂?shù)锰? 否則容易粘焊條，或出現(xiàn)燒穿形成焊瘤。

運(yùn)條速度與焊條的熔化速度相同，帶著熔池向前運(yùn)動(dòng)，焊條與管道切點(diǎn)的角度在60°~70°之間，焊條與管道立面的夾角在65°左右，如圖3所示。 

注意第一根焊條引弧時(shí)或在每根焊條的接頭處，容易發(fā)生磁偏吹現(xiàn)象，產(chǎn)生氣孔或者夾渣缺陷，克服的方法有兩個(gè)：

①如果發(fā)現(xiàn)偏吹現(xiàn)象，立即停止焊接，改變地線夾的位置，直至偏吹減弱。

②采用改變焊條角度的方法，焊條端部頂住熔池，運(yùn)條方向與偏吹方向相反。
每根焊條焊完后，都要用磨光機(jī)將收弧點(diǎn)打磨成斜緩坡，注意把縮孔磨掉，坡度控制在60°左右，便于下一根焊條接頭。
第二根焊條引弧時(shí)，從上坡口向后快速拉, 待鐵水在接頭處熔池完全鋪開，接著將焊條往里頂，聽到“噗”的聲音后，開始向前畫斜橢圓圈運(yùn)條。打底到點(diǎn)固位置時(shí)，用磨光機(jī)將點(diǎn)固的鐵塊磨掉，點(diǎn)固的焊點(diǎn)清理干凈。

打底快結(jié)束時(shí)，由于焊縫收縮，致使焊縫間隙變小，需要開坡口，用磨光機(jī)將上下坡口均勻打磨，直到間隙達(dá)到焊接規(guī)定的要求再進(jìn)行焊接。打底焊結(jié)束后，用磨光機(jī)將焊道上下打磨干凈，保證沒有夾溝、焊渣，以滿足填充層焊接。內(nèi)部焊縫成形效果見圖4。  

 6    填充焊接

填充時(shí)應(yīng)首先將焊機(jī)的極性改變?yōu)橹绷鞣唇?，焊接時(shí)熔深大，不易出現(xiàn)氣孔。采用Ф3.2mm 規(guī)格的焊條，將電流值適當(dāng)調(diào)大。

由于采用的焊條比國內(nèi)的要長(zhǎng)100mm，所以在引弧時(shí)為了增加焊接時(shí)的穩(wěn)定性，采用左手拿焊條的中間部位，右手握住焊把，運(yùn)條方式還是采用直線型，如果遇到比較寬的焊縫，也可以采用畫斜圓圈法。

焊條角度同打底焊一樣。填充層數(shù)根據(jù)管道的厚度而定，第一層填充一遍，第二層填充兩遍，焊條走直線，且第二道焊接時(shí)，熔池應(yīng)壓在第一道的上三分之一處，以后依次類推，如圖5所示。

為了盡量減少焊縫的熱影響區(qū)，避免晶粒粗大和粗晶區(qū)范圍大，每一層焊完后都要用測(cè)溫槍測(cè)試層間溫度不超過180℃。
從第二層開始，每一道焊縫最后結(jié)合處采用過渡法接頭，即將最后結(jié)合處的焊道用磨光機(jī)打磨出斜坡，使焊條帶著熔池沿著斜坡爬上第一道焊縫的三分之一處，而且每次接頭都要錯(cuò)開20~30mm。如圖6所示。  

7    蓋面焊接        

當(dāng)焊接第一道時(shí)，熔池要將下坡口的邊緣熔掉0.5~1mm，保持焊條勻速前進(jìn)，防止出現(xiàn)熔池下墜現(xiàn)象。焊接完畢用銼刀將飛濺打掉，采用鋼絲輪將焊道表面清理干凈，見圖7。焊接工藝參數(shù)見表4。
   8    結(jié)束語

按照甲方要求，由沙特阿美公司批準(zhǔn)的專業(yè)探傷隊(duì)伍對(duì)施焊焊縫進(jìn)行檢測(cè)。外觀檢測(cè)合格率100%，RT射線探傷合格率100%，探傷結(jié)果一次合格，完全達(dá)到甲方焊接工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，受到高度好評(píng)。

通過本次焊接任務(wù)，使我們意識(shí)到, 練好焊工基本功的重要性。目前現(xiàn)場(chǎng)焊接大部分采用TIG焊打底，只有在遇到特殊管材和特殊部位時(shí)才用到焊條連弧焊打底，而要掌握這種技能, 需要扎實(shí)的焊接基本功。所以在焊接作業(yè)時(shí)要掌握多種技能，以便應(yīng)對(duì)遇到的各類特殊問題。

讓焊接人實(shí)現(xiàn)價(jià)值的地方

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