天然气管道焊接作业指导书

1、连云港天然气有限公司高压输气管线工程焊 接 作 业 指 导 书编制单位：连云港天然气管道工程有限公司日 期： 2011-3-20（一）、电焊作业指导书 为确保生产、安装和服务的质量，使生产过程在受控状态下进行， 根据国家职业技能鉴定教材内容，结合我处电焊作业实际情况，特制 定电焊作业工艺规范。一、 对人员、设备、安全的要求1 、对从事电焊作业的人员，必须经过培训、考试合格、取得国家 颁发的特殊工种操作证方能上岗作业。2 、从事电焊作业的人员，必须按照GB9448 88焊接与切割的要求，正确执行安全技术操作规程。3 、应确认电焊机技术状况良好。氧气、乙炔、发生器，经专业部 门检查合格，方能投入使

2、用。二、 手工电弧焊的工艺参数 焊接工艺参数（焊接规范）是指焊接时，为保证焊接质 量而选定的诸物理量。A 、焊接位置的种类： 1、平焊：平焊是在水平面上任何方向进行焊接的一种 操作方法。由于焊缝处在水平位置，溶滴主要靠自重过度，操作技术 比较容易掌握， 可以选用较大直径焊条和较大焊接电流， 生产效率高， 因此在生产中应用较为普遍。如果焊接工艺参数选择和操作不当，打 底时容易造成根部焊瘤或未焊透，也容易出现熔渣或熔化金属混杂不 清或溶渣超前而引起的夹渣。常用平焊有对接平焊、 T 形接头平焊和 搭接接头平焊。2 、立焊： 是在垂直方向进行焊接的一种操作方法， 由于受重力作 用，焊条溶化所形成的溶滴

3、及溶池中的金属要下淌，造成焊缝成形困 难，质量受影响。因此，立焊时选用的焊条直径和焊接电流均应小于 平焊，并采用短弧焊接。3 、横焊： 是在垂直面上焊接水平焊缝的一种操作方法。 由于溶化 金属受重力作用，容易下淌而产生各种缺陷，因此要采用短弧焊接， 并选用较小直径焊条和较小焊接电流以及适当的运条方法。4、仰焊：焊缝位于燃烧电弧的上方，焊工在仰视位置进行焊接。 仰焊劳动强度大，是最难焊的一种焊接位置。由于仰焊时，熔化金属 在重力作用下较易下淌，溶池形状和大小不易控制，容易出现夹渣。 未焊透，凹陷现象，运条困难，表面不易焊得平整。焊接时，必须正 确选用焊条直径和焊接电流，以便减少溶池的面积，尽量使

4、用厚药皮 焊条和维持最短的电弧，有利于溶滴在很短时间内过渡到溶池中，促 使焊缝成形。B、焊条种类和牌号的选择主要根据母材的性能、接头的刚性和工作条件选择焊条，焊接一 般碳钢和低合金钢主要是按等强原则选择焊条的强度级别，对一般结 构选择酸性焊条，重要结构选用碱性焊条。 （见表 1 11）C、焊电源种类和极性的选择手弧焊时采用的电源有交流和直流两大类，根据焊条的性质进行 选择。通常，酸性焊条可同时采用交、直流两种电源，一般优先选用 交流弧焊机。碱性焊条常采用反接、酸性焊条如使用直流电源时通常 采用正接。采用低压高流电源，一般电焊机容量多在545仟伏安之间。D、焊条直径可根据焊件厚度进行选择，厚度越

5、大，选用的焊条直径应越粗，见表1 1。但厚板对接接头坡口打底焊要选用较细焊条，另外接头形 式不同，焊缝空间位置不同，焊条直径也有所不同。如：T形接头应比对接接头使用的焊条粗些，立焊、横焊等空间益比平焊时所选用的应细一些。立焊最大直径不超过5mm横焊和仰焊直径不超过 4mm表1 1焊条直径与焊件厚度的关系（mm焊件厚度234 561213焊条直径23.23.2 4454 6表1 1 1普低钢焊接材料选用钢材级别焊条焊丝焊齐U30kg结422 结423 结426 结427H08A H08 MnAHJ43135kg结502 结503结506 结507不开坡口 H08AHJ431中板开坡口 H08 M

6、nAH10 Mn 2HJ431厚板开坡口 H10Mn2HJ35040kg结506 结507结553 结556结557不开坡口H08M nAH10M nsi中板开坡口 H10Mn2HJ431厚板开坡口 H08 MnMOAHJ35045kg结556 结557结606 结607H08 MnMOAHJ431HJ35050kg结707H08M2MOAH08MnMOVAHJ350HJ25055kg结707H08MnMOVAHJ350HJ250E、焊接电流的选择：焊接电流是手弧焊最重要的工艺参数，也是焊工在操作过程中唯 一需要调节的参数，而焊接速度和电弧电压都是由焊工控制的。选择 焊接电流时，要考虑的因素很

7、多，如焊条直径、药皮类型、工件厚度、 接头类型、焊接位置、焊道层次等。但主要由焊条直径、焊接位置和 焊道层次来决定。（1）、焊条直径：焊条直径越粗，焊接电流越大，每种直径的焊条 都有一个最合适的电流范围。表1 2各种直径焊条使用电流的参考值焊条直径（mm1.62.02.53.24.05.06焊接电流（A）25 40406550 80100130160210260270260 300（2）、焊接位置：在平焊位置焊接时，可选择偏大些的焊接电流。横、立、仰焊位置焊接时，焊接电流应比平焊位置小10% 20%角焊电流比平焊电流稍大些。（3）、焊道层次：通常焊接打底焊道时，特别是焊接单面焊双面成 形的焊道

8、时，使用的焊接电流要小，这样才便于操作和保证背面焊道 的质量；焊填充焊道时，为提高效率，通常使用较大的焊接电流；而 焊盖面焊道时，为防止咬边和获得较美观的焊缝，使用的电流稍小些。另外，碱性焊条选用的焊接电流比酸性焊条小10%左右。不绣钢焊条比碳钢焊条选用的电流小20%左右等。总之，电流过大过小都易产生焊接缺陷。电流过大时，焊条易发红，使药皮变质，而且 易造成咬边、瓢坑等缺陷，同时还会使焊缝过热，促使晶粒粗大。F、焊接速度：在保证焊缝所要求的尺寸和质量的前提下，由焊工 根据情况灵活掌握。速度过慢，热影响区加宽，晶粒粗大，变形也大； 速度过快，易造成未焊透，焊缝成形不良等缺陷。G焊接层数的选择：在

9、厚板焊接时，必须采用多层焊或各层多道 焊。多层焊的前一条焊道对后一条焊道起预热作用，而后一条焊道对 前一条焊道起热处理作用（退火成缓冷），有利于提高焊缝金属的塑性 和韧性。每层焊道厚度不大于 4mm 5mmH、碳素钢的焊接工艺要点：（一）低碳钢：焊接性能很好，一般不需要采取特殊工 艺措施，只要操作正确就不易产生缺陷，只有焊接环境温度较低，才 考虑予热，其具体情况见下表：板厚（mm环境温度C）予热温度（C）30以下低于-3010015030 50低于-1051 70低于0低碳钢手工电弧焊多用结 422焊条，重要结构选用结 427焊条， 母材的硫、磷含量偏高或钢板的厚度大，可选用结502或结507

10、焊条为好。（二）中碳钢：予热是保证中碳钢焊接质量的重要措施，含碳量 较低的中碳钢（35#、40#）,予热至150200C即可；含碳量较高的（50#、 55#）则要预热至250300C,同时注意钢板的厚度大或接头的钢度大时，预热温度应适当提高。焊接时要尽量减少母材金属向焊缝过渡以 减少焊缝金属碳的含量，一般要用小电流。特别是第一层焊缝，最易 产生贯穿性裂纹，一般要选用抗裂性好的低氢焊条，如结506、结507,这两种焊条用前必须烘干，用奥302或奥307焊接，可不预热，但成本太高。焊接后要使焊缝区慢慢冷却。（三）高碳钢：一般要预热至250350 C,并注意均匀缓慢加热，焊接过程中焊缝附近始终保持这

11、一温度。手工电弧焊要采用强度较高的结607或结707低氢焊条，使用前要经350400C至少2h,否则将会产生氢裂纹。也可采用不绣钢焊条焊接时不必预热，但必须用小电 流，防止热影响区将脆化。焊接中为防止母材金属向焊缝过渡，一般 都要先在坡口面上堆焊一层， 然后再焊满坡口。 焊接后焊件必须缓冷， 将焊件放入炉中进行 650 C高温回火，会消除焊接残余应力和改善接 头的性能。在中、低碳钢长大件焊接时（尤其是两轴断面系数不对称的断面 如角钢、槽钢及大焊件等）应先定位焊，然后再跳跃地分段、分层焊 接，并一边焊一边泼水或焊后一边加热一边泼水，必要加锤击（要视 其焊件性能而定） ，不使局部温度过高以免弯曲跷

12、起和扭曲。I 、焊接缺陷与外观检查： 常见焊接缺陷按其在焊缝中位置不同，可分为内部缺陷和外部缺 陷两类：外部缺陷位于焊缝表面，用肉眼或低倍放大镜就可看到如焊缝外 形尺寸不符合要求、咬边、焊瘤、内凹、弧坑、表面气孔、表面裂纹 及表面夹渣等。内部缺陷位于焊缝内部，必须通过无损探伤等方法才能发现，如 焊缝内部的夹渣、未焊透、未溶合、气孔、裂纹等。三、 气焊焊接工艺1、碳素钢的气焊、低碳钢的焊接。含碳量低于0.25%的钢称为低碳钢。1） 、焊接性：因含碳量低，焊接性好，通常不需采用特殊工艺措施，便可获得优质焊接接头。其主要特点如下： 、 塑性好，淬硬倾向小，焊缝及近缝区不易产生冷裂。 、 一般焊前不需

13、预热，但对于大厚度结构或在寒冷地区焊时，需要预热 150 C左右。 、 在焊接沸腾钢时，由于钢中硫、磷等杂质含量较多， 有轻微产生裂纹倾向。 、 若火焰能率过大或焊接速度过慢等，就会产生热影 响区晶粒长大现象。2) 、气焊工艺：低碳钢的薄板常用气焊来焊接，其中以1mn 3mn应用最多。对于一般结构，可采用H08 H08A焊丝；对于重要结构可采用H08MnA H15Mn。焊丝直径可按板厚进行选择，一般情 况下不用溶剂。焊接时采用中性焰，乙炔消耗量可根据焊件厚度8 ,按公式Q= (120-120) 8 (L/h )进行计算。、中碳钢的焊接。中碳钢的含碳量在0.25% 0.6%之间。1) 、焊接性：

14、由于中碳钢的含碳量比低碳钢高。含碳量越高，板 厚越大，淬火敏感性也越大。如果焊件刚度较大，焊接工艺参数和焊 接材料选择不当，就易产生冷裂纹。由于溶池中有较高的含碳量，则 在焊接过程中产生的 CQ就较多，因此焊缝容易产生气孔。2) 、气焊工艺：预热是中碳钢的主要工艺措施。尤其在焊接厚度、 刚度较大的焊件时，更需预热，以防产生冷、热裂纹，改善接头的塑性。通常厚度大于 3mm勺焊件，预热温度为 250 C 350 C。焊接时， 可直接用气焊火焰进行预热，焊后逐渐抬高焊距使其缓冷。气焊中碳素钢用的焊丝， 其含碳量不得超过 0.2%0.25%，如果焊缝要求强度较高，可采用全金钢焊丝，如H08Mn、 H0

15、8MnA、H15Mn、HIOMnN、H12CrMoA H18CrMoA等。由于中碳钢的溶点较低碳钢低，所以火焰能率要比低碳钢小 10% 5%且火焰焰芯末端与溶池的距离以3mm 5mm为宜，以免过热。施焊时采用左焊法，焊后可锤击焊缝，以提高焊缝力学性能，降低接头 应力。、高碳钢的焊接：高碳钢的含碳量大于0.60%。1) 、焊接性：由于高碳钢的含碳量比中碳钢还高，所以 其焊接性更差。主要是：焊缝区容易产生热裂纹。高碳钢的导热性能 也比低碳钢差，故在溶池及热影响区急剧冷却时，将产生脆性组织， 在结构中引起很大的应力集中，结果导致形成冷裂纹。2) 、气焊工艺 、 当焊接要求不高的焊件时，可采用低碳钢焊

16、丝；当 焊接要求较高的焊件时，则选用与母材成分相同或相似的焊丝，甚至 选用合金结构钢焊丝。 、 可采用轻微碳化焰。 、 焊前进行预热，即将焊件坡口及其两边各25mm30mm范围内的金属，连同引出板一起加热到 800 C 900 C,最好将焊 接区域底垫铺的耐火砖表面也预热到红色，以利保温。 、 采用反面中间分段焊，以消除焊缝中裂纹。这种焊 法就是焊好正面后，在焊反面时选从焊件的中间向一则施焊，然后再 焊另一侧，接头重叠 10mm左右。 、 焊件焊好后应整体退火，以消除焊接残余应力。高碳钢焊件也可以在焊后进行高温回火，回火温度700 C 800 C，这样可以消除应力，防止产生裂纹，并改善焊缝的脆

17、性组织。2、普通低合金钢的气焊、普低钢的焊接特点、16M n钢的气焊气焊工艺与低碳钢相近。由于16Mn的淬硬倾向稍大，所以要适当预热和缓冷，另外应避免合金元的烧损。焊接时，除按照 气焊工艺进行外，还需注意下列几点： 为了防止合金元的烧损，应采用中性焰或轻微碳化焰施焊。焊丝可用 H08Mn或H08MnA对于一些不重要的焊件也可采用 H08A。 焊接过程中火焰要始终覆盖着溶池，不横向摆动。 施焊中避免中间停顿，焊疑官尾时火焰必须缓慢离开溶池以防止合金 元素的烧损，避免产生气孔和夹渣等缺陷。 焊接结束后，应立即用火焰将接头处加热至暗红色（600 C 650 C）,然后缓慢冷却，以减少焊接应力和促进有

18、害气体 （氢）的扩散，提高接头性能。 在低温环境中施焊时，焊前应有气焊接区稍微预 热。定位焊时，焊点不能太薄，焊点数量要适当增加，以防止定位焊 点产生裂纹。（二）、钢筋对焊作业指导书严格遵守焊接、切割、对焊设备使用安全技术规程一、对焊钢筋前必须具备以下条件：1、焊接电源电压必须符合对焊机牌上所规定的数值；2、焊接钢筋直径必须在焊机规定的范围内；3、电源开关、对焊机金属外壳，应该有良好的接地， 接地电阻不应大于 4 欧姆（或与不大于 4 欧姆的供电变压器接地线接 通）；4、操作人员操作地面必须铺有木质（或胶质）绝缘板；5、对焊机供水管路必须畅通，并具有一定的压力；6、从开关至对焊机的绝缘导线，应无破损、漏电现象；7、对焊机室内温度应在 8C以上；8、对焊机周围应无易燃物；9、对焊机两极的铜块、夹具、铜块与极座的接触处必 须除锈，保证有良好的接触；10 、合上电源开关，按动焊接按钮，接通对焊变压器电源，检查 是否有异声、漏电和异常现象；11 、根据焊接形状，调整钳口，并使两钳口中心对正，随后按焊 接工艺的要求调整钳口的距离。二、对焊注意事项1、对焊前应清除钢筋头部约 120mm 150mm范围内的 铁锈、泥污，防止夹具和钢筋接触不良而引起“打火” ；2、钢筋头有弯曲应予以调整或切除，钢筋头端部应除 去铁锈